CN113922045A - 穿戴式装置的混合天线系统 - Google Patents

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Abstract

天线系统包括环形天线和非环形天线的组合。环形天线和非环形天线共同连接到收发机机构或信号馈送机构。在一些实施例中，非环形天线由偶极导体提供。眼镜装置结合了天线系统，天线系统的环形导体和偶极导体被集成在眼镜装置的主体中。环形导体可以由围绕由主体保持的镜片延伸的镜片环提供。镜片环既可以用作环形导体又可以用作镜片保持机构。

Description

穿戴式装置的混合天线系统
本申请是申请日为2019年1月24日、申请号为201980009822.7、发明名称为“穿戴式装置的混合天线系统”的专利申请的分案申请。
优先权
本申请要求于2018年1月24日提交的序列号62/621,482的美国临时专利申请的优先权的权益；本申请还要求于2018年3月5日提交的序列号62/638,671的美国临时专利申请的优先权的权益，在此通过引用将其每一者的全部内容合并于此。
背景技术
消费电子产品的最新趋势一直朝着更小型化发展，而这些装置的功能要求越来越普遍和可靠的无线连接。形成此类电子装置(例如，诸如智能眼镜的可穿戴装置)的一部分的天线系统通常难以满足紧凑性和可靠传输大量数据(例如，由一副智能眼镜采集的视频内容)的矛盾要求。在电池功率通常处于最小限度的可穿戴装置中，这些困难会更加严重。
附图说明
附图仅示出了本公开的示例实施例的选择，并且不能被认为是对其范围的限制。为了便于在说明书中对附图中的编号项目进行整理，每个编号项目的第一位数字对应于该项目首次出现的附图。在附图中：
图1是根据示例实施例的具有电子功能的眼镜装置的示意性三维图。
图2A是根据示例实施例的环形偶极混合天线系统的示意图，其中天线系统的偶极分量是中心馈送的。
图2B是根据图2A的示例实施例的并入天线系统的眼镜装置的示意性前视图。
图3A是根据示例实施例的环形偶极混合天线系统的示意图，其中天线系统的偶极分量是偏移馈送的。
图3B是根据图3A的示例实施例的并入天线系统的眼镜装置的示意性前视图。
图4A是根据一个示例实施例的与图3A的环形偶极混合天线系统类似的环形偶极混合天线系统的示意图，其中天线系统的偶极导体的较长臂包括加厚部分。
图4B是根据示例性实施例的与图4A的天线系统类似的天线系统的示意图，其中偶极导体的加厚部分被挖空，具有中央切口。
图5A是根据示例实施例的与图4B的环形偶极混合天线系统类似的环形偶极混合天线系统的示意图，但是其中偶极导体的较长臂限定环形部分。
图5B是并入根据图5A的示例实施例的天线系统的眼镜装置的示意性前视图。
图6A是根据示例实施例的与图5A的天线系统类似的天线系统的示意图，形成天线系统的一部分的偶极导体的相应臂具有横向于环形导体延伸的成角度的端部部分。
图6B是并入根据图6A的示例实施例的天线系统的眼镜装置的示意性三维图。
图7是根据示例实施例的天线系统的所选电子组件的示意图。
在此提供的标题仅是为了方便，并不一定影响所用术语的范围或含义。
具体实施方式
本公开的一个方面提供了一种天线系统，该天线系统包括环形天线和非环形天线(例如，单极或偶极天线)的组合，其中环形天线和非环形天线被共同连接到共同的收发机机构或信号馈送机构。在一些实施例中，非环形天线和环形天线在单个公共信号馈送点处连接至天线电子设备。
环形天线包括环形电导体，并且在一些实施例中，非环形天线由偶极导体提供，偶极导体在信号馈送点处被分成两个臂。在一些实施例中，偶极导体被设定形状为例如偏移馈送的，其中导体臂中的一个导体臂基本上比另一个导体臂更长。如在此所使用的，术语非环形导体/天线是指包括偶极导体/天线和单极导体/天线的组，并且不包括环形天线/导体。此外，所公开的由相应的环形导体和非环形导体提供的天线元件应被理解为提供有源驱动的天线元件，有源驱动的天线元件与无源接地平面元件(诸如在一些情况下由印刷电路板(PCB)接地平面或其扩展部分提供的无源接地平面元件)是有区别的。
天线系统可以进一步包括被配置为在分别经由环形天线和偶极天线接收的信号之间提供频域区分的电子设备。在一些实施例中，为此目的，双工器可以被结合在收发机系统中，其中环形天线被设定大小和形状为用作相对低频的天线(例如，用作全球定位系统(GPS)天线)，并且偶极天线被配置为用作相对高频的天线(例如，用作以例如约2GHz的Wi-Fi频率操作的数据信道)。
将理解的是，与现有天线系统相比，本公开的该方面提供了一种显示改进的带宽、辐射效率和极化分集的天线系统。
本公开的另一方面提供了一种具有电子功能的装置，该装置中结合了在此所公开的混合天线系统。在一些实施例中，该装置是具有电子功能的眼镜装置。在一些实施例中，天线系统的环形导体和偶极导体被结合到眼镜主体中并由眼镜主体容纳，眼镜主体被配置为当佩戴该装置时将一个或多个光学元件保持在用户的视野内。
在一些实施例中，环形导体可以围绕由眼镜装置保持的一对镜片中的一个镜片(或者，在一些实施例中，其它光学元件，诸如虚拟现实或增强现实显示元件)周向延伸。在一些实施例中，环形导体可以被配置为用作镜片保持器，接合相关联镜片的径向外周以将镜片保持在眼镜主体上的适当位置。
在一些实施例中，偶极导体包括环形部分，该环形部分围绕由眼镜装置保持的一对镜片中的其余一个镜片在周向上延伸。在一些此类实施例中，偶极导体的环形部分可以用作镜片保持器。因此，本公开的一些实施例提供了一种眼镜装置，其中安装在眼镜主体上的一对镜片二者都通过与形成天线系统的一部分的相应镜片保持器接合而保持在适当位置，其中镜片保持器中的一个镜片保持器由环形导体提供，而另一镜片保持器由偶极导体的环形部分提供。
注意，在这些情况下，镜片保持器不仅仅由镜片边缘或支架提供，还包括金属环元件，该金属环元件可选择性地设置在(a)锁定状态(在锁定状态中，镜片保持器与镜片周边接合以将其保持在适当位置)与(b)释放状态(在释放状态中，允许镜片的移除和更换)之间。在2018年1月提交的美国专利申请62/621,482中描述了另外提供信号收发功能的此类镜片保持器的一些示例，其全部内容通过引用合并于此。
在一些实施例中，偶极导体限定至少一个端部部分，该至少一个端部部分横向于环形导体所在的平面取向。在其中天线系统并入眼镜装置中的一些实施例中，眼镜装置的一对镜腿中的每一个镜腿可以容纳偶极导体的相应的成角度的端部部分，其中每个端部部分沿着对应的镜腿在基本上与外接眼镜装置的镜片中的一个镜片的环形导体的平面正交的方向中延伸。
注意，尽管在此所公开的并入混合天线系统的装置的公开内容主要针对眼镜装置的示例实施例，但是在其它实施例中，所公开的天线系统可以并入到不同类型的电子装置中。因此，例如，所公开的天线系统可以有利地用于其它可穿戴电子装置、移动电子装置(诸如移动电话、平板计算机等)和/或更大的产品(诸如，车辆等)中。
现在将首先参考相关技术背景的简要回顾来详细解释本公开的前述简要概述，并且其后参考一系列具体示例实施例，其中天线系统的不同实施例被并入到眼镜装置中。
对于任何无线通信应用而言，有效的宽带天线辐射都是期望的。高效的辐射器可显著提高通信范围，并降低整体能耗。宽带天线可以在多个频率上进行数据传输，进而可以提高数据吞吐量。然而，在许多新的消费类装置中，天线设计受到时尚和风格的折衷。消费类电子设备的工业设计趋势已经从塑料外壳转向金属作为选择的材料，并且在金属上用于天线间隙的长塑料断裂不再被接受。
越来越普遍地考虑将天线作为工业设计和美学设计方面的组成部分，这对天线工程提出了越来越高的要求，其目的是避免为了满足辐射规格而导致的效率低下和复杂的射频(RF)前端。通常，在消费类电子装置中采用两种基本天线类型之一的后继型产品，即环形天线和非环形(偶极/单极)天线。通常，非环形天线包括线性(但不一定是直线)非环形导体。对于单极天线，信号馈送点连接到在导体的一端的非环形导体，而偶极天线中的信号馈送点将两个线性臂中的偶极导体分开。相反，环形天线包括环形导体，其端部连接到信号馈送点或传输线。
重要的是要注意，由于偶极天线的主要辐射模式是TM10，所以偶极天线也被称为“电型”天线。这意味着天线生成与传播方向正交的电场。类似地，因为环形天线的主要辐射模式为TE10，所以环形天线也被称为“磁型”天线，这意味着天线生成与传播方向正交的磁场。
以下描述包括体现本公开的说明性实施例的装置、系统、方法、技术、指令序列和计算机器程序产品。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对所公开主题的各种实施例的理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所公开的主题的实施例。通常，不一定详细示出公知的指令实例、协议、结构和技术。
下面将参考并入了所公开的天线系统的眼镜装置的示例形式的电子装置来描述根据本公开的天线系统的各种实施例。首先将参考图1描述其中可以并入天线系统的不同实施例的此类眼镜装置的示例实施例，之后将参考图2A-7描述一系列不同的天线系统的示例实施例和并入不同的天线系统的相应实施例的眼镜装置。
图1示出以具有电子功能的眼镜装置100(也称为一副智能眼镜)的示例形式的电子装置的斜前视图。眼镜装置100包括主体103，主体103包括前件或框架106以及连接到框架106的一对镜腿109，镜腿109用于在用户佩戴眼镜装置100时将框架106支撑在用户面部上的适当位置。框架106可以由任何合适的材料制成，诸如塑料或金属，包括任何合适的形状记忆合金。
眼镜装置100具有以由对应的光学元件支架或镜片支架(其是以形成框架106的一部分的一对镜片边缘115的形式的)保持的一对光学镜片112的示例形式的一对光学元件。边缘115由桥118连接。在其它实施例中，光学元件中的一个或二者可以是显示器、显示器组件、或者镜片和显示器的组合。在该实施例中，眼镜装置100可以提供虚拟现实耳机或增强现实显示器。因此，在该示例性实施例中，与镜片保持有关的元件的描述应理解为，在其它实施例中类似地适用于不同形式的光学元件，该光学元件可通过与在此所述的保持机构类似的保持机构的操作而可移除地和可更换地接纳在镜片边缘115中。
框架106包括限定框架106的横向端部部分的一对端部件121。如下面更详细讨论的，在该示例中，各种电子组件被容纳在端部件121中的一个或二者中。在一些实施例中，框架106由单件材料形成，以便具有整体或单体结构。
镜腿109耦接至相应的端部件121。在该示例中，镜腿109通过相应的铰链耦接至框架106，以便在可穿戴模式(如图1中所示)和折叠模式之间铰接移动，在折叠模式中，镜腿109朝向框架106枢转，以基本与框架平齐。在其它实施例中，镜腿109可以通过任何合适的方式耦接至框架106。镜腿109中的每个镜腿包括耦接到框架106的前部部分和用于耦接到用户的耳朵的合适的后部部分，诸如图1的示例性实施例中所示的弯曲的眼镜脚(earpiece)。
在该描述中，应参考用户佩戴眼镜装置100时用户的观看方向来理解诸如前、后、向前、向后、向外和向内的方向性术语。因此，框架106具有在被佩戴时背对用户的朝外的前侧134和在佩戴眼镜装置100时面向用户的相对向内的后侧137侧。类似地，在该描述中参考眼镜装置100的不同特征使用的术语“水平”和“垂直”可被理解为对应于当眼镜装置100在向前看的用户的面部上等级时的眼镜装置100的取向。因此，眼镜装置100的水平或侧向方向或多或少地在端部件121之间延伸，而眼镜装置100的垂直或竖直方向横向于水平方向延伸，使得镜片112可以说具有或多或少垂直或竖直取向。
眼镜装置100具有板上(onboard)电子设备124，板上电子设备124包括诸如计算机的计算装置，在不同的实施例中，该计算装置可以是任何合适的类型以便由主体103携带。在一些实施例中，包括板上电子设备124的各种组件至少部分地容纳在镜腿109的一个或二者中。在本实施例中，板上电子设备124的各种组件被容纳在框架106的横向端部件121中。板上电子设备124包括一个或多个处理器，连同存储器、无线通信电路和电源(该示例实施例是可再充电电池，例如锂离子电池)。板上电子设备124包括低功率高速电路，并且在一些实施例中，包括显示处理器。各种实施例可以包括以不同的配置的这些元件或以不同的方式将它们集成在一起。在此描述的天线系统的至少一些电子组件可被容纳在端部件121中的一个或二者。因此，例如，在一些实施例中，双工器、GPS接收机和WLAN收发机(如参考图7所述)可被容纳在端部件121中的一个端部件中。
如上所述，板上电子设备124包括可再充电电池。在一些实施例中，电池被设置在镜腿109中的一个镜腿中。然而，在该示例实施例中，电池被容纳在端部件121中的一个端部件中，电耦合到板上电子设备124的其余部分。
眼镜装置100是具有相机功能的，在该示例中，包括安装在端部件121中的一个端部件中且面向前以便与眼镜装置100的佩戴者的观看方向大致对齐的相机130。相机130被配置为采集数字静止以及数字视频内容。相机130的操作通过由板上电子设备124提供的相机控制器来控制，代表由相机130采集的图像或视频的图像数据被临时存储在形成板上电子设备124的一部分的存储器中。在一些实施例中，眼镜装置100可以具有一对相机130，例如由相应的端部件121容纳。
眼镜装置100进一步包括一个或多个输入和输出装置，以允许与相机130进行通信并对其进行控制。特别地，眼镜装置100包括一个或多个输入机构，用于使用户能够控制眼镜装置100的一个或多个功能。在该实施例中，输入机构包括安装在框架106上的按钮115，以便对于由用户按压而可在端部件121中的一个端部件的顶部上接近。
在该示例实施例中，眼镜装置100被配置为与外部电子组件或装置进行无线通信，板上电子设备124的一端连接到集成在眼镜装置100的主体103中的天线系统。在一些示例实施例中，形成天线系统的一部分的环形导体由以镜片环150的示例形式的镜片保持器而提供，镜片环150另外用于将镜片112可移除和可更换地保持在对应的镜片边缘115中。注意，在图1中，仅示出了具有容纳在其中的对应的镜片环150的镜片边缘115中的一个镜片边缘，但是在该示例实施例中，镜片边缘115二者设有相应的镜片环150和相关联的镜片保持机构。
在该示例实施例中，镜片环150位于镜片边缘115的径向内表面中的沿周向延伸的通道中，使得镜片环150围绕镜片112的大部分周边周向延伸，可与镜片112的径向外边缘接合以将镜片112保持在镜片环150中。镜片环150可设置在保持状态和更换状态之间，在保持状态中，镜片环150被紧固以与镜片112的径向边缘接触从而将镜片环150保持在镜片边缘115中，在更换状态中，镜片环在一定程度上扩张，以允许移除和更换镜片112。
现在转向图2A，其中示出了根据本公开的一个实施例的偶极环混合天线系统200的示意性理想化图。图2A的天线系统200组合了两种基本天线类型，即环形天线203和偶极天线206。这提供了一种结构，在该结构中，由TM10和TE10模式支持的有效辐射是可能的。图2A的天线系统200实质上是环形天线203和偶极天线206的叠加，其中它们的辐射图案彼此正交，并且其中，环形天线203和偶极天线206以不同的极化辐射。
注意，环形天线203由环形电导体209提供，该环形电导体在其相邻的相对端连接到传输线或馈送点212；而偶极天线215由中心馈送偶极导体215提供，该中心馈送偶极导体215具有基本上相等长度的两个臂，其中偶极臂的相邻端连接到馈送点212。注意，偶极导体215和环形导体209在单个公共馈送点212处连接到收发机系统。还要注意，偶极导体215在馈送点212处相对于环形导体209基本上切向延伸。
图2B示出诸如图1的眼镜装置100的眼镜装置100的示例实施例，其设置有与图2A的示例实施例一致的天线系统200。在该示例实施例中，环形导体209(在图2A中以及在随后的类似图中由点划线示出)围绕镜片112中的一个镜片周向延伸，至少部分地由对应的镜片边缘115容纳。特别地，在图2A的示例实施例中，环形导体209由对应的镜片环150提供。
在该示例实施例中，由偶极导体209在该示例中提供的非环形导体(在图2A中以及随后的类似图中由虚线示出)由嵌入在眼镜框架106的模制塑料材料中的两个线材提供，提供偶极导体215的相应臂(分别表示为215a和215b)。注意，图2B的表示是示意性的，并且在一些实施例中，偶极臂215a、215b的形状和大小可以与图2B中所示的形状和大小实质上不同。在一些实施例中，偶极导体臂215a、215b可以比图2B中所示的偶极导体臂显著更短。还应注意，偶极导体臂215a、215b不必如图2B中所示是直线的，并且在一些实施例中可以弯曲以跟随眼镜框架106的形状或轮廓。
还应注意，在不同的实施例中，环形导体209和偶极导体215共用的馈送点212的位置可能不同。在一些实施例中，例如，馈送点212可以或多或少地与框架端部件121的位置(例如，相机镜头开口的任一侧)重合。在该情况下，偶极导体215的至少一个臂可以沿着对应的镜片边缘115的一部分延伸。
如所提及的，在该示例实施例中，偶极导体215由嵌入在眼镜框架106的模制聚合物塑料中的线(例如，铜线)提供。在一些实施例中，偶极导体215的每个元件由芯线(corewire)提供，该芯线用于向框架106(或在诸如在此稍后参考图6B描述的实施例的实施例中，向相应的镜腿109)提供结构完整性或刚度。在其它实施例中，例如在框架106是金属结构的情况下，偶极导体215的相应臂可以由结构金属框架组件提供。可替代地或另外地，偶极导体215可以至少部分地由用于美学和信号接收功能二者的金属装饰元件或裸露的金属部件提供。这些考虑因素适用于以下所有示例实施例。
利用适当选择的环形和偶极长度，图2A和图2B的示例实施例能够同步支持前面已经提到的两个基本模式。特别地，将看到，环形导体209和非环形导体215的形状和相对空间布置使得环形导体209的辐射图案基本上正交于非环形导体215上的辐射图案。此外，混合天线组件的形状和空间布置使得当其由信号馈送点212驱动时环形导体209和非环形导体215以不同的相应极化进行辐射。
尽管图2A和图2B的偶极导体215是中心馈送的，但是一些实施例也可以采用偏移馈送的偶极。该实施例的示例将参考图3A和图3B进行描述。图3A示出其中偶极天线206被偏移馈送的偶极环形混合天线系统300的示意图，而图3B示出并入在如前所述的眼镜装置100中的偏移馈送混合天线系统300的示意图。在图3的示例实施例中，环形天线203可以与图2中的环形天线基本上相同，性能无显著变化。
注意，用于偶极导体215的偏移天线馈送将不影响偶极天线206的基本模式，因为该参数由天线长度确定。然而，在偏移馈送时天线阻抗可能会受到影响，因为其将使天线馈送移向较高电压区域。这意味着与图2的中心馈送设计相比，在基本模式的馈送点212处看到更高的阻抗。然而，用简单的集总组件(如电容器和电感器)调谐混合天线的偶极天线206部分是可行的。图3B的天线系统采用此类集总组件以该方式调谐。
在其它实施例中，可以通过修改偶极导体215的一个或多个臂215a、125b的形状和大小来实现偏移馈送偶极203的调谐或平衡。一种在TM10模式下减小阻抗并增加偶极的带宽的已知方法是增加其辐射臂的宽度。图4A示出了实施例，其中偶极导体215的较长臂215a具有
加厚部分404，在该加厚部分中偶极导体215的宽度增加。图4A的混合天线系统300可以是高效的辐射器。然而，在其中要结合天线系统300的电子装置中的结构约束可能阻碍了偶极导体215的长臂215a的有效辐射器形状和尺寸的选择。然而，应注意，厚偶极在金属的外周上容纳最强的辐射电流。该现象实质上允许将厚偶极臂215a上的金属挖空，如图4B中所示，而不会损失显著的性能增益。在该示例实施例中，通过在加厚部分404中为其设置大体上中央切口开口408来实现对厚偶极臂215的挖空。
图5A示出了混合天线系统500的示例实施例，其中，通过使长偶极臂215a的中空加厚部分404相对于环形天线203对称，修改图4B的设计以满足可穿戴装置的工业设计需求的目标。如前所述，图5B示出了其中图5A的混合天线系统500被结合到示例眼镜装置100中的示例实施例。可注意，长偶极臂215a的加厚中空部分404通过由线导体限定的环形部分提供，该线导体围绕框架106的镜片边缘115中的一个镜片边缘周向延伸(另一个镜片边缘115容纳环形导体209)。在该示例实施例中，偶极导体215的环形部分404由相应的镜片环150提供，该镜片环150用作用于可移除和可更换地保持相关联镜片112的保持机构。因此，在图5B的实施例中，眼镜装置具有形成集成天线系统500的一部分的两个镜片环150，一个提供环导体209，而另一个提供偶极导体215的环部分404。
图6A示出了与图5A的混合天线系统类似的但是在距馈送点212最远的端部处具有与偶极导体215的臂成角度的端部部分606的混合天线系统600的另一实施例。注意，可以弯曲偶极206的臂215a、215b中的一个或二者，使得它横向于图5的环形天线203所限定的平面，同时保持功能性。如前所述，图6A和图6B示出了利用该见解的另一示例实施例。图6A的成角度的端部部分606相对于环形导体209正交地延伸，垂直于环形导体209的平面。
图6B示出了所描述的眼镜装置100，其中集成有与图6A一致的天线系统600。除了偶极导体215a、215b的臂各自具有沿眼镜装置100的镜腿109的相应镜腿延伸的成角度的端部部分606外，装置100因此类似于图5B的装置。在有益地延伸偶极导体215的长度的同时，成角度的端部部分606不会对偶极天线的性能施加大的向下压力，除非弯曲度超过90度。可以看出，在图6B的实施例中，偶极天线206的成角度的端部部分606相对于由环形导体209限定的平面横向地(在该实施例中大约正交)延伸。可以看出，偶极导体215因此具有(a)结合在框架106中并且基本上位于由环形导体209限定的平面内的主要部分，以及(b)沿着镜腿109延伸的成角度的端部部分606。
在一些实施例中，偶极导体215沿着相应的镜腿109延伸的那些部分(即，图6B的示例中的成角度的端部部分606)可以由嵌入在镜腿109内的线导体提供。在一个实施例中，镜腿109的线导体可以由芯线提供，芯线向镜腿109提供结构完整性。在其它实施例中，镜腿导体606可以由限定镜腿109的结构金属组件或由金属装饰组件提供。
此外，应注意，偶极导体215的镜腿部分606可以配置为用对应镜腿109的铰接位移与PCB断开和重新连接。通常，当眼镜装置100处于收起配置时，镜腿通常会相对于镜架平放折叠，并且当要佩戴眼镜时，镜腿远离框架铰接成图6B中所示的配置。可以在框架和镜腿之间的铰接接头中结合耦接件，诸如当镜腿处于佩戴的延伸位置时，自动将镜腿线连接到PCB。该耦接件可以类似于标题为“EYEWEAR WITH CONDUCTIVE TEMPLE JOINT”的申请人的美国专利号US 9,726,904(提交日期，2015年9月29日)；标题为“EYEWEAR HAVINGSELECTIVELY EXPOSABLE FEATURE”的美国专利9,482,882(2015年4月15日提交)；以及(2015年4月15日)提交的标题为“EYEWEAR HAVING LINKAGE ASSEMBLY BETWEEN A TEMPLEAND A FRAME”的美国专利9,482,883中的任何一个专利中公开内容中描述的耦接件来构造和配置，通过引用将其全部内容合并于此。
图6B的眼镜装置的益处是，其允许用于眼镜电子设备的天线结构600，其中突出的美学设计材料是具有最小宽度间隙的金属和塑料模制。除此之外，混合偶极环结构600允许改进的宽带收发功能并实现非常有效的辐射。
在该示例实施例中，选择环形导体209和偶极导体215的物理尺寸，使得偶极天线206被配置为对相对较低频率的信号具有更好的响应性，在该情况下被设计为用作GPS接收机天线。相反，环形天线203被设定形状和大小以得到更好的性能和相对较高的频率，在该示例中，环形天线203被用作Wi-Fi天线，用于在约2.4GHz的频域中进行数据通信。
图7示出混合天线系统700的示意图。连接到由环形导体209和偶极导体215的组合提供的混合天线600的收发机系统包括提供频域复用的双工器707。双工器连接到全球定位系统(GPS)接收机721，用于接收和解释由偶极天线215接收的GPS信号；并且双工器连接到WLAN收发机714，用于经由环形导体209接收和发送高频数据信号。
以下编号示例是根据本公开的各个方面的所选择的说明性实施例的非穷举性列表。
示例1：一种天线系统，包括：
环形导体；
非环形导体；以及
信号馈送机构，其共同连接到环形导体和非环形导体，以同时向环形电导体和非环形电导体二者馈送电信号/从环形电导体和非环形电导体二者接收电信号。
示例2：根据示例1所述的天线系统，其中，环形导体和非环形导体被设定形状和位置使得当环形导体和非环形导体二者均由信号馈送机构驱动时，环形导体的辐射图案基本上与非环形导体的辐射图案正交。
示例3：根据示例2所述的天线系统，其中，环形导体和非环形导体的形状和空间布置使得当由信号馈送机构驱动时，环形导体和非环形导体以不同的相应极化辐射。
示例4：根据示例1-3中任一项所述的天线系统，其中，信号馈送机构可操作地连接以在共同的信号馈送点处与环形导体和非环形导体二者进行信号传输。
示例5：根据示例4所述的天线系统，其中，非环形导体在信号馈送点处与环形导体正切地延伸。
示例6：根据示例4或示例5所述的天线系统，其中，非环形导体是连接到信号馈送机构以提供偶极天线功能的偶极导体。
示例7：根据示例6所述的天线系统，其中，偶极导体是中心馈送的，馈送点沿偶极导体的长度基本上位于中心。
示例8：根据示例6所述的天线系统，其中，偶极导体是偏移馈送的，馈送点相对于偶极导体的长度的中心而偏移。
示例9：根据示例8所述的天线系统，其中，偏移馈送点将偶极导体的较短臂和偶极导体的较长臂分开，偶极导体的较长臂在其长度的至少一部分上相对于偶极导体的较短臂具有增大的宽度。
示例10：根据示例9所述的天线系统，其中，较长臂的增加宽度由较长臂的中空加厚部分提供。
示例11：根据示例10所述的天线系统，其中，偶极导体的长臂的中空加厚部分是环形的。
示例12：根据示例11所述的天线系统，其中，天线系统被结合在具有电子功能的眼镜装置中，偶极导体的环形部分包括沿着由眼镜装置的框架限定以保持眼镜装置的镜片或其它光学元件的镜片支架周向延伸的线导体。
示例13：根据示例12所述的天线系统，其中，线导体由镜片保持器提供，该镜片保持器被配置为与插入镜片支架中的光学元件的径向外周接合，从而将光学元件保持在镜片支架中。
示例14：根据示例6-13所述的天线系统，其中，偶极导体包括：
主要部分，其基本上位于由环形导体限定的平面内，馈送点位于主要部分中；以及
成角度的端部部分，对于偶极导体的端部中的至少一个端部，该成角度的端部部分相对于环形导体的平面横向地延伸。
示例15：根据示例14所述的天线系统，其中，偶极导体的臂中的每个臂限定了相应的成角度的端部部分。
示例16：根据示例14或示例15所述的天线系统，其中，天线系统结合到眼镜装置中，偶极导体的主要部分沿着眼镜装置的面向前框架横向延伸，每个成角度的端部部分沿着连接到框架的相应镜腿延伸，以在佩戴眼镜装置期间将框架支撑在用户的面部上。
示例17：根据示例1-16中任一项所述的天线系统，进一步包括：双工器，以基于环形导体和非环形导体的相应频域来提供频域复用。
示例18：根据示例17所述的天线系统，其中，相应的导体和双工器被配置成使得非环形导体用作低频GPS天线，而环形导体用作高频数据通信天线。
示例19：根据示例17所述的天线系统，其中，环形导体被配置用作以约2-2.4GHz的频率的数据通信信道。
示例20：一种装置，包括：
主体；
由主体承载的板上电子设备；以及
天线系统，其连接到板上电子设备并被主体容纳，以提供到板上电子设备的无线连接，该天线系统根据示例1-19中的任何一个示例进行配置。
示例21：一种眼镜装置，包括：
眼镜主体，其被配置为在用户的视野内支撑一个或多个镜片；
板上电子设备，其结合在眼镜主体中；以及
天线系统，其容纳在眼镜主体中并连接到板上电子设备以提供到板上电子设备的无线连接，该天线系统包括：
环形电导体；
非环形电导体；以及
收发机，其共同连接至环形电导体和非环形电导体，以同时向环形电导体和非环形电导体二者发送电信号/从环形电导体和非环形电导体二者接收电信号。
示例22：根据示例21所述的眼镜装置，其中，环形电导体围绕由眼镜主体保持的镜片中的一个镜片在环路中周向地延伸。
示例23：根据示例21所述的眼镜装置，其中：
眼镜主体包括框架，该框架限定了一对镜片支架，每个镜片支架限定了用于在其中接纳对应的镜片的相应的镜片开口；以及
其中，环形电导体至少部分地由镜片支架中的对应的镜片支架容纳，围绕对应的镜片开口周向延伸。
示例24：根据示例22或示例23所述的眼镜装置，其中，环形电导体由镜片保持器元件提供，该镜片保持器元件被配置为与由眼镜装置保持的镜片的径向外周接合，从而将镜片保持在在眼镜主体上的适当位置。
示例25：根据示例22-24中任一项所述的眼镜装置，其中，非环形电导体包括结合在眼镜主体中以沿着眼镜主体的至少一部分延伸的偶极导体。
示例26：根据示例25所述的眼镜装置，其中，眼镜主体包括框架，该框架限定用于支撑光学元件的一对镜片支架，该偶极导体被结合到框架中以在框架的至少一部分上横向延伸，偶极导体相对于环形电导体基本上正切，该环形电导体围绕光学元件中的一个光学元件周向延伸。
示例27：根据示例25所述的眼镜装置，其中，偶极连接器包括环形部分，该环形部分沿着与和环形电导体相关联的镜片支架以外的镜片支架周向地延伸。
示例28：根据示例26或27中任一项所述的眼镜装置，其中，偶极导体包括至少一个镜腿部分，该镜腿部分被结合到与框架连接的镜腿中并沿着镜腿延伸，以在佩戴期间支撑框架，当眼镜装置处于可佩戴配置时，该镜腿部分横向于由环形电导体限定的平面延伸。
示例29：根据示例21所述的眼镜装置，其中，偶极导体包括在偶极导体的相对端处的两个镜腿部分，每个镜腿部分沿着形成眼镜主体的一部分的对应镜腿延伸。
示例30：根据示例21所述的眼镜装置，其中，天线系统具有示例1-19中的任何一个示例的特征。
示例31.一种天线系统，包括：
环形导体；
非环形导体；以及
信号馈送机构，其共同连接到环形导体和非环形导体，以通过环形导体和非环形导体二者同时收发电信号。
示例32.根据示例31所述的天线系统，其中，环形导体和非环形导体被设定形状和位置使得当环形导体和非环形导体二者均由信号馈送机构驱动时，环形导体的辐射图案基本上与非环形导体的辐射图案正交。
示例33.根据示例32所述的天线系统，其中，环形导体和非环形导体的形状和空间布置使得当由信号馈送机构驱动时，环形导体和非环形导体以不同的相应极化辐射。
示例34.根据示例31所述的天线系统，其中，信号馈送机构可操作地连接以在共同的信号馈送点处与环形导体和非环形导体二者进行信号传输。
示例35.根据示例34所述的天线系统，其中，非环形导体是连接到信号馈送机构以提供偶极天线功能的偶极导体，该偶极导体包括在其相邻端处连接到信号馈送点的两个线性臂。
示例36.根据示例35所述的天线系统，其中，偶极导体被偏移馈送，馈送点从偶极导体的纵向中心偏移，使得偶极导体包括较短臂和较长臂。
示例37.根据示例36所述的天线系统，其中，偶极导体的较长臂在其长度的至少一部分上相对于偶极导体的较短臂具有增大的宽度，较长臂的增大宽度由偶极导体的环形部分提供。
示例38.根据示例37所述的天线系统，其中，天线系统被结合在具有电子功能的眼镜装置中，偶极导体的环形部分包括沿着由眼镜装置的框架限定的镜片支架周向延伸的镜片保持器，该镜片保持器可设置在将镜片保持在镜片支架中的锁定状态和允许移除和更换镜片的释放状态之间。
示例39.根据示例35所述的天线系统，其中，偶极导体包括：
主要部分，其基本上位于由环形导体限定的平面内，馈送点位于主要部分中；以及
成角度的端部部分，对于偶极导体的端部中的至少一个端部，该成角度的端部部分相对于环形导体的平面横向地延伸。
示例40.根据示例31所述的天线系统，进一步包括：双工器，该双工器连接到非环形导体和环形导体，以基于环形导体和非环形导体的相应频域来提供频域复用。
示例41.根据示例40所述的天线系统，其中，相应导体和双工器被配置为使得非环形导体用作GPS天线，并且环形导体用作数据通信天线，环形导体的频域高于非环形导体的频域。
示例42.一种装置，包括：
主体；
由主体承载的板上电子设备；以及
天线系统，其连接到板上电子设备并由主体容纳，以提供到板上电子设备的无线连接，天线根据示例1-41或43-50中的任何一个示例进行配置。
示例43.一种眼镜装置，包括：
眼镜主体，其被配置为在用户的视野内支撑一个或多个镜片；
板上电子设备，其结合到眼镜主体中；以及
天线系统，其容纳在眼镜主体中并且被连接到板上电子设备以提供到板上电子设备的无线连接，该天线系统根据示例31-41中的任何一个示例。
示例44.根据示例43所述的眼镜装置，其中，环形电导体围绕由眼镜主体保持的镜片中的一个镜片在环路中周向地延伸。
示例45.根据示例44所述的眼镜装置，其中，环形电导体由镜片保持器元件提供，该镜片保持器元件被配置成与由眼镜装置保持的镜片的径向外周接合，从而将镜片保持在眼镜主体上的适当位置，该镜片保持器元件可设置在将镜片保持在眼镜主体上的锁定状态与允许移除和更换镜片的释放状态之间。
示例46.根据示例44所述的眼镜装置，其中，非环形电导体包括结合在眼镜主体中以沿着眼镜主体的至少一部分延伸的偶极导体。
示例47.根据示例46所述的眼镜装置，其中，眼镜主体包括框架，该框架限定用于支撑相应镜片的一对镜片支架，该偶极导体结合在框架中以横跨框架的至少一部分横向地延伸，偶极导体相对于围绕电学元件中的一个电学元件周向延伸的环形电导体基本上正切，其中，偶极导体包括沿与除和环形电导体相关联的镜片支架之外的镜片支架周向延伸的环形部分。
示例48.根据示例46所述的眼镜装置，其中，偶极导体包括至少一个镜腿部分，该镜腿部分被结合到与框架连接的镜腿中并沿着镜腿延伸，以在佩戴期间支撑框架，当眼镜装置处于可佩戴配置时，该镜腿部分横向于由环形电导体限定的平面延伸。
示例49.根据示例43所述的眼镜装置，进一步包括双工器，该双工器连接到非环形导体和环形导体，以基于环形导体和非环形导体的相应频域提供频域复用。
示例50.根据示例43所述的眼镜装置，其中，相应导体和双工器被配置为使得非环形导体用作GPS天线，并且环形导体用作数据通信天线，环形导体的频域高于非环形导体的频域。
在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的组件、操作或结构。虽然将一种或多种方法的单独操作示出和描述为单独的操作，但也可以同时执行一个或多个单独的操作，并且不需要以所示顺序执行操作。作为示例配置中的单独组件呈现的结构和功能可以被实现为组合的结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以被实现为分离的多个组件。这些和其它变化、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。
虽然已经参考具体示例实施例描述了所公开主题的概述，但是在不脱离本公开的实施例的更广泛范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。仅出于方便起见，在此可以单独地或共同地用术语“发明”来指代发明主题的此类实施例，并且如果事实上公开了多于一个的公开或发明概念，则不希望将本申请的范围自动限制为任何单个公开或发明概念。
在此示出的实施例足够详细地描述，以使本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用和从中导出其它实施例，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，具体实施方式不应被认为是限制性的，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来限定。
如在此所使用的，术语“或”可以以包含或排除的方式来解释。此外，可以为在此所述的资源、操作或结构提供多个实例作为单个实例。此外，各种资源、操作、模块、引擎和数据存储之间的边界是一定程度上任意的，并且在特定说明性配置的上下文中示出了特定的操作。可以设想功能的其它分配，并且这些其它分配可以落入本公开的各种实施例的范围内。通常，作为示例配置中的分离的资源呈现的结构和功能可以被实现为组合的结构或资源。类似地，作为单个资源呈现的结构和功能可以被实现为分离的资源。这些和其它变化、修改、添加和改进落入由所附权利要求所表示的本公开的实施例的范围内。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (20)

1.一种眼镜装置，包括：
眼镜主体，包括：
眼镜框架，其被配置为在用户的视野内支撑一个或多个镜片；以及
连接到所述眼镜框架的一对镜腿，用于在使用者佩戴所述眼镜装置时支撑所述眼镜框架；
板上电子设备，其被结合在所述眼镜主体中；以及
天线系统，其被放置在所述眼镜主体中并连接到所述板上电子设备以提供与所述板上电子设备的无线连接，所述天线系统包括：
环形导体；
非环形导体包括镜腿部分，所述镜腿部分结合在所述眼镜主体的所述镜腿中的对应的镜腿中并沿所述对应的镜腿延伸，使得当所述眼镜装置处于可佩戴配置时所述镜腿部分横向延伸至由所述环形导体限定的平面；以及
信号馈送机构，其共同连接到所述环形导体和所述非环形导体，以通过所述环形导体和所述非环形导体同时收发电信号。
2.根据权利要求1所述的眼镜装置，其中，所述环形导体围绕由所述眼镜框架保持的所述镜片中的一个镜片以环形周向延伸。
3.根据权利要求1所述的眼镜装置，其中，所述环形导体由镜片保持器元件提供，所述镜片保持器元件被配置为与由所述眼镜框架保持的镜片的径向外周接合，从而将所述镜片保持在所述眼镜主体上的适当位置，所述镜片保持器元件能够被设置在将镜片保持在所述眼镜主体上的锁定状态与允许移除和更换所述镜片的释放状态之间。
4.根据权利要求1所述的眼镜装置，其中，所述信号馈送机构可操作地连接以在共同的信号馈送点处与所述环形导体和所述非环形导体二者进行信号传输。
5.根据权利要求4所述的眼镜装置，其中，所述非环形导体包括连接到所述信号馈送机构以提供偶极天线功能的偶极导体，所述镜腿部分形成所述偶极导体的一部分。
6.根据权利要求5所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体包括：
所述镜腿部分，其沿着所对应的镜腿延伸；以及
框架部分，其结合在所述眼镜框架中以横向延伸穿过所述眼镜框架的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体提供一对镜腿部分，每个镜腿部分被结合到所述眼镜主体的所述镜腿中的相应的镜腿中并沿着所述相应的镜腿延伸。
8.根据权利要求6或7所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体的所述框架部分包括环形部分，所述环形部分围绕由所述眼镜框架支撑的所述镜片中的一个镜片周向延伸。
9.根据权利要求7所述的眼镜装置，其中，所述环形导体围绕除了所述偶极导体的所述环形部分围绕其延伸的镜片之外的镜片周向延伸。
10.根据权利要求9所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体包括环形部分，所述环形部分围绕除了与所述环形导体相关联的镜片之外的镜片周向延伸。
11.根据权利要求5所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体是中心馈送的，并且馈送点基本上位于沿着所述偶极导体的长度的中心。
12.根据权利要求5所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体是偏置馈送的，馈送点从所述偶极导体的长度的中心偏移。
13.根据权利要求12所述的眼镜装置，其中，所述偏置馈送点将所述偶极导体的较短臂和所述偶极导体的较长臂分开，所述偶极导体的较长臂对于其长度的至少一部分具有相对于所述偶极导体的所述较短臂的增大的宽度。
14.根据权利要求13所述的眼镜装置，其中，所述较长臂的所述增大的宽度由所述较长臂的中空加厚部分提供。
15.根据权利要求14所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体的所述较长臂的所述中空加厚部分是环形的。
16.根据权利要求15所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体的所述环形部分沿着由所述眼镜框架限定的用于保持所述一个或多个镜片中的一个镜片的眼镜支架周向延伸。
17.根据权利要求16所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体的所述环形部分包括提供镜片保持器的线导体，所述镜片保持器被配置为与插入所述镜片支架的镜片的径向外周接合，从而将所述镜片保持在所述镜片支架中。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的眼镜装置，其中，所述偶极导体的臂中的每个臂限定了相应的镜腿部分，所述镜腿部分结合在所述镜腿中的相应的对应镜腿中并沿着所述对应镜腿延伸。
19.根据权利要求1所述的眼镜装置，还包括双工器，所述双工器连接到所述非环形导体和所述环形导体，以基于所述环形导体和所述非环形导体的相应频域提供频域复用，其中，相应的导体和所述双工器被配置为使得所述非环形导体用作GPS天线，并且所述环形导体用作数据通信天线，所述环形导体的所述频域高于所述非环导体的所述频域。
20.根据权利要求1所述的眼镜装置，其中，所述非环形导体的所述镜腿部分由芯线提供，所述芯线为所述镜腿提供结构完整性，所述芯线导电地连接到所述板上电子设备。
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