CN113867122B - 可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种可穿戴设备，包括穿戴主体，穿戴主体包括：盖板、屏幕组件、天线支架、第一天线、金属中框、电路板和底壳；盖板和底壳分别连接在金属中框的两侧，屏幕组件连接在盖板朝向底壳的一侧，电路板位于金属中框、屏幕组件和底壳围设成的空间内；屏幕组件的端部、金属中框的内壁、盖板的内壁共同围设成容置空间，天线支架设置在容置空间内，第一天线设置在天线支架上并通过馈点和电路板连接。本申请提供一种可穿戴设备，可以合理利用穿戴主体内部的空间实现天线的设计。

Description

可穿戴设备

技术领域

本申请涉及智能穿戴技术领域，尤其涉及一种可穿戴设备。

背景技术

可穿戴设备由于其便携性和智能性而越来越受到用户的欢迎，智能手表是最常用的可穿戴设备之一，其集成了通信功能，需要设置天线来发射或接收电磁信号。智能手表的体积非常小，而天线的数量和种类需求越来越多，因此合理利用智能手表的空间来实现天线的设计，难度非常高。

发明内容

本申请实施例提供一种可穿戴设备，可以合理利用穿戴主体内部的空间来实现天线的设计。

第一方面，本申请实施例提供一种可穿戴设备，包括穿戴主体，所述穿戴主体包括：盖板、屏幕组件、天线支架、第一天线、金属中框、电路板和底壳；所述盖板和所述底壳分别连接在所述金属中框的两侧，所述屏幕组件连接在所述盖板朝向所述底壳的一侧，所述电路板位于所述金属中框、所述屏幕组件和所述底壳围设成的空间内；所述屏幕组件的端部、所述金属中框的内壁、所述盖板的内壁共同围设成容置空间，所述天线支架设置在所述容置空间内，所述第一天线设置在所述天线支架上并通过馈点和所述电路板连接。

本申请实施例提供的可穿戴设备，通过在屏幕组件和金属中框之间的容置空间内设置天线，一方面，可以合理利用可穿戴设备内部的空间，另一方面，可以实现可穿戴设备内的多天线设计，再一方面，设置在容置空间内的第一天线远离用户手臂和穿戴主体内的器件，可以降低人体吸收和金属器件对天线性能的影响。

在一种可能的实施方式中，所述天线支架固定在所述金属中框和/或所述盖板上。

天线支架可以固定在金属中框或者盖板上，保证其位于容置空间内，且稳固连接即可。

在一种可能的实施方式中，所述天线支架包括支架主体和走线部，所述支架主体设置为环形，所述走线部凸出设置在所述支架主体的部分长度上，金属走线设置在所述走线部上以形成所述第一天线。

环形的支架主体便于组装和拆卸，金属走线通过激光直接成型技术设置在走线部上，便于加工。

在一种可能的实施方式中，所述走线部在所述穿戴主体的厚度方向上的高度不低于所述金属中框的高度。

走线部平齐于或者高于金属中框的上边缘，从而可以减轻金属中框对走线部上的金属天线的影响。且走线部尽量远离电路板且靠近盖板，可以尽可能减少穿戴主体内部的屏幕组件和电路板等金属器件对第一天线的影响。同时，该穿戴主体佩戴在用户的手臂上时，第一天线远离手臂，受人体吸收小，手模降幅小。

在一种可能的实施方式中，所述天线支架还包括延伸部，所述支架主体向着靠近所述金属中框的方向延伸形成所述延伸部，所述金属中框的内壁上设置有限位凸台，所述延伸部粘设在所述盖板和所述限位凸台的上表面之间。

天线支架通过延伸部粘设在盖板和限位凸台之间，一方面可以实现可靠地固定，另一方面，可以实现防水。

在一种可能的实施方式中，所述第一天线包括第一辐射体和/或第二辐射体，所述第一辐射体为GNSS天线，所述第一辐射体上设置有第一馈点，所述第二辐射体为BT/WIFI天线，所述第二辐射体上设置有第二馈点。

设置在天线支架上的第一天线，受到周边器件的影响，长度较短，且受到金属器件的影响低，适合设计高频段的天线。

在一种可能的实施方式中，所述第一天线为镀覆在所述天线支架上的金属走线；或者，所述第一天线为嵌入在所述天线支架上的金属件；或者，所述第一天线为贴设在所述天线支架上的柔性电路板。

设置在天线支架上的第一天线的实现方式有多种，金属走线、金属嵌件和柔性电路板均可以作为第一天线。

在一种可能的实施方式中，所述第一天线通过弹片、螺丝或金属片进行馈电。

利用弹片、螺丝或金属片等导电件，连接第一天线和主电路板，可以顺利实现馈电。并且，主电路板可以通过螺丝等紧固件固定在金属中框上，以保证主电路板在穿戴主体内固定的可靠性，此时，可以利用该螺丝实现天线的馈电和接地，有利于减少零部件数量，提高可穿戴设备整体的空间利用率。

在一种可能的实施方式中，所述第一天线的宽度为0.6mm-0.8mm。

第一天线的宽度可以保证加工可成型、一致性，同时使第一天线和金属中框、屏幕组件之间具有较大的距离，可以降低金属中框和屏幕组件对第一天线的性能的影响。

在一种可能的实施方式中，所述电路板和所述金属中框之间具有缝隙，所述电路板通过第三馈点和第一接地点、第二接地点与所述金属中框分别连接，所述电路板、所述金属中框以及所述电路板和所述金属中框之间的缝隙形成第二天线。

利用主电路板和金属中框之间的缝隙，设计缝隙天线，无需在金属中框和底壳上开缝，有利于提高穿戴主体的美观性，给用户更好的视觉体验，同时，有利于穿戴主体壳体的加工和组装，利于整机的防水设计。并且，第一天线和第二天线的共存设计，可以解决天线的带宽实现、通信制式拆分问题，可以更好的减小射频通路插损，提升天线性能。

在一种可能的实施方式中，所述第二天线为Cell天线和/或GNSS天线。

第二天线可以产生nλ/2的谐振，覆盖低频、中频和高频，且第二天线受到金属中框及穿戴主体内的金属器件的影响较小，适合作为低频天线。

在一种可能的实施方式中，所述金属中框通过用于调谐的电感或电容接地。

通过连接电感或电容，加/去载谐振强电场区或强电流区，可调整谐振频率比，拓展第二天线的覆盖频段。

在一种可能的实施方式中，所述电路板和所述金属中框之间还设置有第三接地点，所述第三接地点位于所述第三馈点和所述第二接地点之间。

设置第三接地点，并通过在第三接地点处连接电感或电容，可调整谐振频率比，拓展第二天线的覆盖频段。

在一种可能的实施方式中，所述缝隙的宽度为0.5mm-1.8mm。

缝隙的宽度远小于缝隙天线的谐振频率对应的波长，受限于穿戴主体内的器件布置，缝隙的宽度较小，可以满足缝隙天线的形成条件。

第二方面，本申请实施例提供一种可穿戴设备，包括穿戴主体，所述穿戴主体包括：显示屏、第二天线、金属中框、电路板和底壳；所述显示屏和所述底壳分别连接在所述金属中框的两侧，所述电路板位于所述金属中框、所述显示屏和所述底壳围设成的空间内；所述电路板和所述金属中框之间具有缝隙，所述电路板通过第三馈点和第一接地点、第二接地点与所述金属中框分别连接，所述电路板、所述金属中框以及所述电路板和所述金属中框之间的缝隙形成第二天线。

利用主电路板和金属中框之间的缝隙，设计缝隙天线，无需在金属中框和底壳上开缝，有利于提高穿戴主体的美观性，给用户更好的视觉体验，同时，有利于穿戴主体壳体的加工和组装，利于整机的防水设计。

在一种可能的实施方式中，所述第二天线为Cell天线和/或GNSS天线。

在一种可能的实施方式中，所述电路板和所述金属中框之间还设置有第三接地点，所述第三接地点位于所述第三馈点和所述第二接地点之间。

在一种可能的实施方式中，所述金属中框通过用于调谐的电感或电容接地。

在一种可能的实施方式中，所述缝隙的宽度为0.5mm-1.8mm。

在一种可能的实施方式中，所述第二天线通过弹片、螺丝或金属片进行馈电。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的可穿戴设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的显示屏的膜层结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的可穿戴设备内的屏幕组件的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的屏幕组件和主电路板连接的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的屏幕组件和金属中框的俯视图；

图6为本申请一实施例提供的在容置空间内设置天线的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的可穿戴设备的穿戴主体的部分器件的爆炸结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的支架的结构示意图；

图9为本申请一实施例提供的可穿戴设备的剖面结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的可穿戴设备的另一种剖面结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的可穿戴设备的第一天线和电路板连接的结构示意图；

图12为本申请一实施例提供的第一天线的结构示意图；

图13为本申请一实施例提供的第一辐射体的S11图；

图14为本申请一实施例提供的第二辐射体的S11图；

图15为本申请一实施例提供的第二天线的结构示意图；

图16为本申请一实施例提供的第二天线的S11图；

图17为本申请一实施例提供的第二天线的电场分布示意图；

图18为本申请一实施例提供的第二天线在开关切换不同状态时对应的S11图；

图19为本申请一实施例提供的第二天线的又一种结构示意图；

图20为本申请一实施例提供的第一天线和第二天线共存的结构示意图。

附图标记说明：

100-穿戴主体；11-金属中框；111-限位台阶；12-盖板；13-屏幕组件；131-偏光板；132-触控层；133-显示面板；134-基板；135-柔性电路板；1351-第一出线；1352-第二出线；1353-第一折弯；1354-第二折弯；136-光学胶；14-底壳；15-主电路板；151-接线部；16-电池；

200-第一天线；21-天线支架；210-支架主体；211-延伸部；212-走线部；213-导电过孔；214-弹片；22-第一辐射体；221-第一馈点；23-第二辐射体；231-第二馈点；

300-第二天线；31-第三馈点；32-第一接地点；33-第二接地点；

400-表带连接组件；51-第一按键；52-第二按键。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例中，可穿戴设备可以为智能手表、智能手环等电子设备，以手表为例，其正面为显示面，背面为手表接近用户手臂的一面。本申请实施例各附图中，Z轴的正方向为手表在其厚度方向上自背面至正面的方向，X轴的正方向为手表自九点钟位置至三点钟位置的方向，Y轴的正方向为手表自六点钟位置至十二点钟位置的方向。

图1为本申请一实施例提供的可穿戴设备的结构示意图。参考图1所示，本申请实施例中提供的可穿戴设备可以包括穿戴主体100和表带(图中未示出)，穿戴主体100和表带通过表带连接组件400可拆卸连接，方便拆卸维修和更换表带，或者，穿戴主体100也可以和表带一体化设置。

其中，穿戴主体100包括壳体和设置在壳体正面且起到显示作用的显示屏。壳体包括金属中框11和底壳，金属中框11为环形中框，底壳连接在金属中框11的背面，显示屏连接在金属中框11的正面，底壳、金属中框11和显示屏共同围设成用来收容主电路板、电池等器件的内部空间。

金属中框11具有结构强度高，美观性高，以及可以作为天线的优点。金属中框11的形状不做具体限制，本申请实施例中，以金属中框11为圆形作为示例，金属中框11的外径尺寸可以处于38mm-48mm之间，例如可以为42mm或46mm。不难理解地，金属中框11也可以为椭圆形、矩形或多边形。

表带连接组件400连接在金属中框11上，可以和金属中框11一体成型，金属中框11的侧壁上还可以开设安装孔，以用来安装按键，示例性地，金属中框11的侧壁上连接有第一按键51和第二按键52，分别作为电源键和功能键。第一按键51和第二按键52可以分别设置在穿戴主体100的两点钟位置附近和四点钟位置附近，符合大多数用户的用手习惯，方便用户操作。

显示屏包括屏幕组件和覆盖在屏幕组件表面上的盖板12，盖板12起到保护屏幕组件的作用。示例性地，显示屏可以为液晶显示屏、发光二极管显示屏、有机发光二极管显示屏、微机电系统显示屏或电子纸显示屏。显示屏可以用来向用户显示各种内容，例如，文本、图像、视频、图标、符号等。显示屏可以包括触摸屏，用来接收电子笔或用户手部的触摸输入、手势输入、接近输入或者悬停输入等。

图2为本申请一实施例提供的显示屏的膜层结构示意图。参考图2所示，显示屏包括盖板12和屏幕组件13，盖板12通过光学胶粘接在屏幕组件13的上方，屏幕组件13包括层叠设置在基板134上方的显示面板133、触控层132和偏光板131，相邻的两层结构之间可以通过光学胶136连接。

其中，显示面板133可以为有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)，触控层132可以和显示面板133分离设置，或者，触控层132和显示面板133可以一体化设置。

屏幕组件13还包括柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)135，触控层132和显示面板133均需要通过柔性电路板135和穿戴主体100内部的主电路板电连接。示例性地，对于触控层132和显示面板133分离设置的情况，触控层132和显示面板133可以分别通过柔性电路板135和主电路板连接，柔性电路板135是以聚酰亚胺或者聚酰薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性的挠性电路板，其弯折性良好，在和触控层132和显示面板133连接后，可以弯折至基板134的下方，再和屏幕组件13下方的主电路板连接。

图3为本申请一实施例提供的可穿戴设备内的屏幕组件的结构示意图，图4为本申请一实施例提供的屏幕组件和主电路板连接的结构示意图。参考图3和图4所示，柔性电路板135包括第一出线1351和第二出线1352，自触控层132引出的第一出线1351，伸出触控层132的边缘后向屏幕组件13的背部方向折弯，在屏幕组件13的背部延伸至屏幕组件13的边缘并向着靠近主电路板15的方向弯折，形成第一折弯1353以与屏幕组件13下方的主电路板15上的接线部151连接。自显示面板133引出的第二出线1352，伸出显示面板133的边缘后向屏幕组件13的背部方向折弯，在屏幕组件13的背部延伸至屏幕组件13的边缘并向着靠近主电路板15的方向弯折，形成第二折弯1354以与屏幕组件13下方的主电路板15上的接线部151连接。其中，第一出线1351和第二出线1352自屏幕组件13的边缘引出后，向屏幕组件13的背部方向折弯，可以减少柔性电路板135占用的体积。

对于触控层132和显示面板133分离设置的情况，第一出线1351和第二出线1352的排线具有较宽的尺寸，例如第一出线1351的排线宽度可以为5mm-7mm，第二出线1352的排线宽度可以为6mm-8mm，且第一出线1351和第二出线1352伸出屏幕组件13边缘的长度为1.1mm-1.3mm。第一出线1351和第二出线1352可以远离对方设置，以尽量降低相互之间的干扰，且方便整机堆叠，示例性地，第一出线1351和第二出线1352可以分别设置在屏幕组件13的十二点钟位置附近和六点钟位置附近，第一折弯1353和第二折弯1354可以并排设置，例如设置在屏幕组件13的九点钟位置附近，以降低柔性电路板135的排布难度。

在另一种可能的实施方式中，例如对于触控层132和显示面板133一体化设置的情况，第一出线1351和第二出线1352可以放置在一起，例如均设置在屏幕组件13的六点钟位置附近，从而使得屏幕组件13的出线占据的面积更小。

图5为本申请一实施例提供的屏幕组件和金属中框的俯视图。结合图3-图5不难看出，第一出线1351、第二出线1352、第一折弯1353和第二折弯1354，分别连接在屏幕组件13的主体边缘并向外伸出一定的长度，屏幕组件13收容在金属中框11内部，屏幕组件13的端部和金属中框11的内壁面之间具有容置空间A(如图中填充部分)，用来收容第一出线1351、第二出线1352、第一折弯1353和第二折弯1354。需要说明的是，屏幕组件13整体呈接近圆形的板状结构，上述“屏幕组件13的端部”指的是屏幕组件13周圈的侧壁面。

容置空间A整体呈环形，除了第一出线1351、第二出线1352、第一折弯1353和第二折弯1354占据的空间，其它空间如果无器件排布，则会导致穿戴主体100整体的空间利用率不够高，内部器件排布不够紧凑。容置空间A体积较小，且距离屏幕组件13的端部距离较近，布局电子元器件的难度较高。然而，考虑到容置空间A位于屏幕组件13的周围，远离用户手臂及穿戴主体100内的电池等电子器件，本申请实施例中，考虑在容置空间A内设置天线，天线所需体积较小，同时，容置空间A的位置可以较大程度上避免天线受到人体吸收和器件干扰的问题。

以下参考附图对本申请实施例提供的在容置空间A内设置天线的实现方式做具体的说明。

图6为本申请一实施例提供的在容置空间内设置天线的结构示意图。参考图6所示，本申请实施例中，容置空间A内可以设置第一天线200，第一天线200的数量为一个或多个，占据容置空间A的部分体积，且与第一出线1351、第二出线1352、第一折弯1353和第二折弯1354不发生干涉。第一天线200可以为电长度为λ/4的电天线，作为GNSS(GlobalNavigation Satellite System，卫星导航系统)天线(L1波段或L5波段)、BT(bluetooth，蓝牙)天线、或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)天线等。

第一天线200的实现方式可以为，增设单独的天线支架，以天线支架作为载体，在天线支架上镀金属走线作为天线，也可以将金属嵌件嵌入在支撑件中，使金属嵌件作为天线，或者利用柔性电路板贴在支架上作为天线。其中，天线支架为绝缘件，例如可以为塑料。

图7为本申请一实施例提供的可穿戴设备的穿戴主体的部分器件的爆炸结构示意图，图8为本申请一实施例提供的支架的结构示意图，图9为本申请一实施例提供的可穿戴设备的剖面结构示意图。参考图7-图9所示，本申请实施例提供的可穿戴设备的穿戴主体100，包括自上而下依次设置的盖板12、屏幕组件13、电路板15、电池16和底壳14。屏幕组件13的端部、金属中框11的内壁和盖板12的内壁之间形成的容置空间A内设置有天线支架21，第一天线200设置在天线支架21上。

其中，盖板12的尺寸大于屏幕组件13的尺寸，盖板12的边缘和金属中框11采用粘接、卡接等方式连接，此时，容置空间A(图中虚线圈出部分)由盖板12边缘区域的内内壁、金属中框11的内壁、屏幕组件13的端部围设形成。在一种可能的实施方式中，盖板12可以设置为2.5D玻璃或者3D玻璃，以使穿戴主体100的外观美观性更高，用户触摸手感更加顺滑。此时，盖板12的边缘区域向下弯折，容置空间A(图中虚线圈出部分)由盖板12弯折区域的内壁、金属中框11的内壁、屏幕组件13的端部围设形成。

天线支架21可以包括支架主体210，支架主体210为天线支架21的主要结构件，用来保证天线支架21的结构强度。支架主体210被收容在容置空间A内，支架主体210可以设置为环形，占据环形的容置空间A的全部长度，或者，支架主体210也可以设置为弧形，仅占据容置空间A的部分长度。其中，支架主体210设置为环形时，天线支架21整体的结构更加稳定，且便于组装和拆卸。

天线支架21设置在容置空间A内，其具体固定方式在本实施例中不做具体限制，天线支架21可以通过粘接、卡接、螺接等方式连接在金属中框11上，也可以通过粘接等方式连接在盖板12的内壁上，或者同时固定在天线支架21和金属中框11上。在一种可能的实施方式中，金属中框11的内壁上凸出设置有限位台阶111，天线支架21上具有延伸部211，延伸部211由支架主体21向着靠近金属中框11的方向延伸形成，延伸部211可以夹设在盖板12和限位台阶111之间，并通过粘胶连接，以在固定天线支架21的同时，密封盖板12、天线支架21和金属中框11之间的缝隙，防止液体进入穿戴主体100的内部，以满足可穿戴设备的防水要求。盖板12为2.5D玻璃或3D玻璃时，盖板12的边缘区域向下弯折，延伸部211可以夹设在盖板12的端面和限位台阶11之间。

在一种可能的实施方式中，第一天线200的实现方式可以为，在成型的塑料材料的天线支架21上，通过计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，直接在天线支架21上镭射形成金属天线，即激光直接成型技术(Laser Direct Structuring，LDS)。

天线支架21上还设置有走线部212，走线部212上用于覆盖金属走线以形成第一天线200，走线部212的尺寸、形状和位置均可以对第一天线200的性能造成影响。在一种可能的实施方式中，走线部212可以为支架主体210上的一部分，即支架主体210的一定位置上的具有一定长度和宽度的区域，可以作为走线部212。在另一种可能的实施方式中，参考图8所示，支架主体210上凸出设置的条形凸台也可以构成走线部212，该条形凸台适应于盖板12的内壁面的形状，且该条形凸台的尺寸、位置和形状与待成型的第一天线200相匹配，有利于降低金属走线成型的工艺上的难度。

图10为本申请一实施例提供的可穿戴设备的另一种剖面结构示意图。参考图10所示，本申请实施例中，可以设置走线部212平齐于或者高于金属中框11的上边缘，即a2平齐或者高于a1，从而可以减轻金属中框11对走线部212上的金属天线的影响。

在一种可能的实施方式中，走线部212可以位于天线支架21的远离电路板15的一侧。一方面，屏幕组件13中的触控层132、显示面板133和柔性电路板135，以及电路板15上，均具有金属，可能会对第一天线200的性能产生影响，因此设置走线部212尽量远离电路板15且靠近盖板12，可以尽可能减少穿戴主体100内部的屏幕组件13和电路板15等金属器件对第一天线200的影响。同时，该穿戴主体100佩戴在用户的手臂上时，第一天线200远离手臂，受人体吸收小，手模降幅小。

第一天线200和电路板15电连接以实现馈电，图11为本申请一实施例提供的可穿戴设备的第一天线和电路板连接的结构示意图。参考图11所示，第一天线200为覆盖在天线支架21的走线部212上的金属走线(图中走线部212上填充的阴影表示金属走线)，并通过天线支架21上开设的导电过孔213以及弹片214实现和电路板15的电连接。可以理解的是，第一天线200的馈电还可以通过螺丝、钢片等导电件实现。

此外，天线支架21上还设置有避让结构(图中未示出)，例如在六点钟位置、九点钟位置和十二钟位置，设置避让结构可以避让屏幕组件13边缘的柔性电路板135的出线。天线支架21上还可以设置加强筋等结构(图中未示出)，以增强天线支架21的强度，有效防止天线支架21受力变形导致第一天线200的性能受到影响。

以下参考具体的实施例和附图来描述本申请实施例提供的第一天线200的具体结构。

图12为本申请一实施例提供的第一天线的结构示意图。参考图12所示，第一天线200可以包括第一辐射体22和第二辐射体23，第一辐射体22和第二辐射体23间隔设置在容置空间A内，可以分别用来作为GNSS L5天线和BT/WiFi天线。

其中，第一辐射体22和第二辐射体23的电长度由天线的工作频率确定，可以分别为GNSS L5天线和BT/WiFi天线的工作频率对应的波长的1/4。需要说明的是，受到天线支架21的材料和第一天线200周边器件的加载影响，第一辐射体22和第二辐射体23的长度可能会小于各自对应波长的1/4。第一辐射体22和第二辐射体23的宽度可以在保证加工可成型、一致性的基础上，尽量取最小值，以增加第一天线200和金属中框11、屏幕组件13之间的距离，降低金属中框11和屏幕组件13对第一天线200的性能的影响。在一种可能的实施方式中，第一天线200的宽度可以为0.6mm-0.8mm。

本申请实施例中，第一辐射体22通过第一馈点221和主电路板15连接，第二辐射体23通过第二馈点231和主电路板15连接。第一天线200可以不设置接地点，作为单极子天线。在另一种可能的实施方式中，第一辐射体22和第二辐射体23均可以具有接地点，接地点距离各自的馈点的距离可以为1.8mm-2.2mm，以形成IFA天线。

示例性地，第一馈点221位于穿戴主体100的三点半位置，第一辐射体22的走线从穿戴主体100的五点半位置逆时针走向两点半位置；第二馈点231位于穿戴主体100的七点钟位置，第二辐射体23的走线从穿戴主体100的七点钟位置顺时针走向九点钟位置。对于第一辐射体22，自第一馈点221馈电后，自第一馈点221至两点半位置这一段长度，可以起到调谐作用。

图13为本申请一实施例提供的第一辐射体的S11图，图14为本申请一实施例提供的第二辐射体的S11图。图13和图14中，横坐标表示频率，单位为GHz，纵坐标为回波损耗参数，单位为dB，图13和图14中的曲线分别代表了第一辐射体22和第二辐射体23在各个频段的回波损耗。如图13和图14所示，第一辐射体22在GNSS L5频段(1176MHz)谐振良好，第二辐射体23在BT/WiFi频段(2400MHz-2500MHz)谐振良好。

本申请实施例提供的可穿戴设备，通过在屏幕组件和金属中框之间的容置空间内设置天线，一方面，可以合理利用可穿戴设备内部的空间，另一方面，可以实现可穿戴设备内的多天线设计，再一方面，设置在容置空间内的第一天线远离用户手臂和穿戴主体内的器件，可以降低人体吸收和金属器件对天线性能的影响。

随着可穿戴设备的功能的扩展，可穿戴设备需要满足更多种通信制式，若在可穿戴设备内仅设置一种天线，则会出现天线拆分困难，天线带宽、射频天线通路器件插损等问题。为了解决该问题，本申请实施例中，除了上述在屏幕组件13和金属中框11之间的容置空间内设置第一天线200的方式，还可以利用金属中框11，馈电激发主电路板15和金属中框11之间的缝隙，以实现缝隙天线。

以下参考具体的附图来描述本申请实施例提供的缝隙天线。

图15为本申请一实施例提供的第二天线的结构示意图。参考图15所示，主电路板15和金属中框11之间具有缝隙B，通过第三馈点31连接主电路板15和金属中框11可以实现馈电，且主电路板15通过第一接地点32和第二接地点33接地，缝隙B馈电后被激发，从而可以实现缝隙天线。

其中，金属中框11和主电路板15之间的缝隙B的宽度b，由金属中框11和主电路板15各自的尺寸具体确定，可以理解的是，该缝隙的宽度远小于缝隙天线的谐振频率对应的波长，可以为形成缝隙天线的任意宽度，此处不做限定。例如，该缝隙的宽度可以为0.5mm-1.8mm。

在一种可能的实施方式中，第三馈点31可以设置在穿戴主体100的两点钟位置，第一接地点32可以设置在穿戴主体100的十一点钟位置，第二接地点33可以设置在穿戴主体100的八点钟位置。利用缝隙天线理论，可产生λ/2，λ，3λ/2…nλ/2的谐振，覆盖LB(698-960MHz)、MB(1710-2170MHz)、HB(2300MHz-2690MHz)，可以用来作为Cell(蜂窝)天线(790MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz)和GNSS L1(1575MHz)天线。

图16为本申请一实施例提供的第二天线的S11图，图16中的虚线表示第二接地点33在短路状态下的S11图，1、2和3为该状态下的谐振频点，实线表示第二接地点33在开路状态下的S11图，4、5、6、7为该状态下的谐振频点。参考图16所示，不难看出，第二接地点33短路和开路这两种状态下，均可以激励出λ/2，λ，3λ/2、2λ的模态，并且第二接地点22短路和开路这两种状态下的谐振频点有偏移。因此，通过在第二接地点33处加载不同的电感或者电容，可以进行频率的调谐。

图17为本申请一实施例提供的第二天线的电场分布示意图。图17中，自内而外绘制有四条线E1、E2、E3、E4，黑色圆点表示该位置电场处于峰值，虚线表示该位置电场处于谷值。参考图17所示，在第三馈点31馈电，第一接地点32和第二接地点33接地的情况下，可激励出天线的四种模态E1、E2、E3和E4。E1具有一个电场峰值，对应天线的λ/2模态；E2具有两个电场峰值，对应天线的λ模态；E3具有三个电场峰值，对应天线的3λ/2模态；E4具有四个电场峰值，对应天线的2λ模态。

对于第二天线300，因外形尺寸的调整或屏幕等周边器件的环境加载，造成谐振频率偏低时，可以通过调整第二天线300上的第一接地点32和第二接地点33的位置，从而调整缝隙天线的尺寸。或者，可通过电感、电容、滤波电路或是天线开关接地，加/去载谐振强电场区或强电流区，可调整谐振频率比，拓展第二天线300的覆盖频段。

图18为本申请一实施例提供的第二天线在开关切换不同状态时对应的S11图。图18中提供的S11图表示，在第二天线300的第二接地点33处，即穿戴主体100的八点钟位置，接入天线开关，来调节电容具有不同大小，从而得到不同状态下的回波损耗曲线。图18中，点划线表示第二接地点33处接入的电容大小为1.5pF时对应的S11图，5、6为该状态下的谐振频点，实线表示第二接地点33处接入的电容大小为4.7pF时对应的S11图，3、4为该状态下的谐振频点，虚线表示第二接地点33处接入的电容为39pF时对应的S11图，1、2、7、8为该状态下的谐振频点。参考图18所示，通过在第二接地点33处加载不同的电容，可以实现0.79-0.96GHz，1.575-2.69GHz的全频段覆盖。

图19为本申请一实施例提供的第二天线的又一种结构示意图。参考图19所示，在另一种可能的实施方式中，还可以在第二天线300上设置第三接地点34，示例性地，第三接地点34可以位于穿戴主体100的五点钟位置附近，在第三接地点34处可以增加较大的电感(例如15nH以上)，以对第二天线300的低频段进行频率调谐。或者，第三接地点34处也可以设置电容或滤波电路。

其中，第二天线300的馈电和接地，可以通过螺丝、天线弹片、钢片等方式实现。可以理解地，主电路板15可以通过螺丝等紧固件固定在金属中框11上，以保证主电路板15在穿戴主体100内固定的可靠性。同时，可以利用该螺丝实现第二天线300的馈电和接地，有利于减少零部件数量，提高可穿戴设备整体的空间利用率。

相比于现有技术中在金属中框11或者金属底壳上开缝形成天线的技术，本申请实施例中利用主电路板15和金属中框11之间的缝隙，设计缝隙天线，无需在金属中框11和底壳上开缝，有利于提高穿戴主体100的美观性，给用户更好的视觉体验，同时，有利于穿戴主体100壳体的加工和组装，利于整机的防水设计。

图20为本申请一实施例提供的第一天线和第二天线共存的结构示意图。参考图20所示，第一天线200包括形成在天线支架21上的第一辐射体22和第二辐射体23，第一辐射体22的走线从穿戴主体100的五点半位置逆时针走向两点半位置，连接第一辐射体22和主电路板15的第一馈点221位于穿戴主体100的三点半位置，第二辐射体23的走线从穿戴主体100的七点钟位置顺时针走向九点钟位置，连接第二辐射体23和主电路板15的第二馈点231位于穿戴主体100的七点钟位置。第二天线300为主电路板15和金属中框11之间形成的缝隙天线，连接主电路板15和金属中框11之间的第三馈点31可以设置在穿戴主体100的两点钟位置，连接主电路板15和金属中框11之间的第一接地点32可以设置在穿戴主体100的十一点钟位置，连接主电路板15和金属中框11之间的第二接地点33可以设置在穿戴主体100的八点钟位置。

考虑到设置在天线支架21上的第一天线200，受到周边器件的影响，长度较短，适合设计高频段的天线，本申请实施例中设计两段第一天线200，分别作为GNSS L5天线和BT/WiFi天线。第二天线300为缝隙天线，穿戴主体100内的缝隙连续，长度较长，且缝隙天线不容易受到金属中框11的干扰，适合设计低频段天线，本申请实施例中设计的第二天线300，用来作为Cell天线(790MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz)和GNSS L1(1575MHz)天线。

此外，参考图1可知，穿戴主体100的两点钟位置和四点钟位置设置有按键，参考图3-图6所示，穿戴主体100的六点钟位置和十二点钟位置处设置有第一出线1351和第二出线1352，穿戴主体100的九点钟位置设置有第一折弯1353和第二折弯1354，这些位置处，穿戴主体100内部布局紧凑，且可能存在影响馈点和接地点的金属器件。第一馈点221、第二馈点231、第三馈点31、第一接地点32、第二接地点33的位置，可以避开上述布局紧凑的位置设置，且靠近六点钟位置和十二点钟位置设置，以尽量靠近手臂外沿设置，降低手臂对天线辐射性能的影响。

同时，第一天线200的第一馈点221、第二馈点231，与第二天线300的第三馈点31、第一接地点32、第二接地点33各自间隔一定距离设置，可以避免第一天线200和第二天线300互相影响。

本申请实施例中，第一天线200和第二天线300的共存设计，可以解决天线的带宽实现、通信制式拆分问题，可以更好的减小射频通路插损，提升天线性能。

此外，现有技术中，在可穿戴设备的穿戴主体内设置两幅天线时，至少一副天线设置在穿戴主体的内部，被金属外壳包围，被电路板、马达、电池等器件覆盖，天线净空环境差，而且穿戴主体在佩戴时，天线贴近手臂，人体吸收严重，所以严重影响到天线的性能。而本申请实施例中，第一天线设置在屏幕组件和金属中框之间的容置空间内，第二天线利用主电路板和金属中框之间的缝隙形成，可以有效降低穿戴主体的金属外壳和内部电子器件、人体吸收的因素对天线性能的影响。

本申请实施例中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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在本申请实施例中的具体含义。本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种可穿戴设备，包括穿戴主体，其特征在于，所述穿戴主体包括：盖板、屏幕组件、天线支架、第一天线、金属中框、电路板和底壳；

所述盖板和所述底壳分别连接在所述金属中框的两侧，所述屏幕组件连接在所述盖板朝向所述底壳的一侧，所述电路板位于所述金属中框、所述屏幕组件和所述底壳围设成的空间内；

所述屏幕组件的端部、所述金属中框的内壁、所述盖板的内壁共同围设成容置空间，所述天线支架设置在所述容置空间内，所述第一天线设置在所述天线支架上并通过馈点和所述电路板连接；所述第一天线包括第一辐射体和/或第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体间隔设置在容置空间内；所述第一辐射体上设置有第一馈点，所述第一辐射体通过所述第一馈点和电路板连接；所述第二辐射体上设置有第二馈点；所述第二辐射体通过所述第二馈点和电路板连接；

所述电路板和所述金属中框之间具有缝隙，所述电路板、所述金属中框以及所述电路板和所述金属中框之间的缝隙形成第二天线。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述天线支架固定在所述金属中框和/或所述盖板上。

3.根据权利要求1或2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述天线支架包括支架主体和走线部，所述支架主体设置为环形，所述走线部凸出设置在所述支架主体的部分长度上，金属走线设置在所述走线部上以形成所述第一天线。

4.根据权利要求3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述走线部在所述穿戴主体的厚度方向上的高度不低于所述金属中框的高度。

5.根据权利要求3所述的可穿戴设备，其特征在于，所述天线支架还包括延伸部，所述支架主体向着靠近所述金属中框的方向延伸形成所述延伸部，所述金属中框的内壁上设置有限位凸台，所述延伸部粘设在所述盖板和所述限位凸台的上表面之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一辐射体为GNSS天线，所述第二辐射体为BT/WIFI天线。

7.根据权利要求1-6任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一天线为镀覆在所述天线支架上的金属走线；或者，所述第一天线为嵌入在所述天线支架上的金属件；或者，所述第一天线为贴设在所述天线支架上的柔性电路板。

8.根据权利要求1-7任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一天线通过弹片、螺丝或金属片进行馈电。

9.根据权利要求1-8任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一天线的宽度为0.6mm-0.8mm。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述电路板通过第三馈点和第一接地点、第二接地点与所述金属中框分别连接。

11.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第二天线为Cell天线和/或GNSS天线。

12.根据权利要求10或11所述的可穿戴设备，其特征在于，所述电路板和所述金属中框之间还设置有第三接地点，所述第三接地点位于所述第三馈点和所述第二接地点之间。

13.根据权利要求10-12任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述金属中框通过用于调谐的电感或电容接地。

14.根据权利要求10-13任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述缝隙的宽度为0.5mm-1.8mm。

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