CN1196614A

CN1196614A - 接收设备、手戴式接收设备和电子表

Info

Publication number: CN1196614A
Application number: CN 97129787
Authority: CN
Inventors: 喜多一记; 铃木�
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-12-28
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1998-10-21
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: HK1016371A1; JPH10197662A; CN1085910C

Abstract

一种模拟接收电路用在它们之间的电路板面对的接收天线。一个数字接收电路安装在接收天线的一侧的电路板的一侧。数字接收电路在与接收天线相同的电路板侧与接收天线并排地排列。也就是,接收天线和数字接收电路在电路板的一侧并排地排列和模拟接收电路安排在电路板的另一侧。一个电磁屏蔽层插入电路板中。

Description

接收设备、手戴式接收设备和电子表

本发明涉及一种手戴式接收设备，特别涉及一种手表式小型接收设备、手戴式接收设备和电子钟设备，能够接收由GPS(全球定位系统)从GPS卫星发送的无线电波。

接收从GPS卫星发送的GPS无线电波和检测当前位置的GPS接收设备已广泛使用。

GPS接收设备被分成一种单独类型，它具有GPS接收设备的主机和安装在单独外壳中的接收天线，因此它们可相互分开，一种整体类型，其中接收天线附在GPS接收设备中。

单独型GPS接收设备的主机是用金属外壳电磁屏蔽的。当接收天线设计成与单独类型GPS接收装置的主机分开时，接收设备的主机就可做成小型化。

因为整体类型GPS接收设备在内侧需要容纳接收天线，所以很难使GPS接收设备设计成小型化。

如果数字电路和模拟电路被相互靠近安排以使接收设备小型化，不管它是单独类型还是整体类型，模拟电路是受到由数字电路产生的高频噪声的影响。因此，必须把数字电路与模拟电路分开安排或利用电磁屏蔽用金属构件覆盖模拟电路。这将防碍实现小型化设计并使设备的结构复杂化。

因此，本发明的主要目的是提供一种小型接收设备和一种手戴式接收设备。

本发明的另一个目的是用简单结构来减少噪声的影响，并允许以高组装密度装配构成元件。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的接收设备包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层的电路板的几个安排成叠层电磁屏蔽层的基片；

一个天线，被设置在靠近电路板的一侧，用于接收无线电波；

一个模拟电路，位于与设置天线的该侧不同的电路板的一侧，模拟电路构成接收电路的一部分；

一个数字电路，在与设置天线相同的电路板侧的天线并排地安排，数字电路构成接收电路和另一部分；和

一个外壳，用于接纳电路板、天线和包括模拟电路和数字电路的接收电路。

当电磁屏蔽层设置在该接收设备中数字电路和模拟电路之间时，在数字电路中产生的电磁噪声被电磁屏蔽层衰减。即，使数字电路上模拟电路相互紧密安排，在数字电路中产生的噪声对模拟电路有小的影响。

根据本发明的第二方面的一种接收设备，包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层的电路板和几个安排成叠层电磁屏蔽层的基片；

一个天线，设置在靠近电路板的一侧，用于接收无线电波；

一个模拟电路，被安排靠近天线和构成接收电路的一部分；

一个数字电路，位于与设置天线的该侧不同的电路板的一侧，该数字电路构成接收电路的一部分；和

一个外壳，用于接纳电路板、天线、和包括模拟电路和数字电路的接收电路。

根据接收设备，电路板被构成叠层用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层。模拟电路和数字电路被安排在电路板的不同侧。因此，数字电路对着模拟电路由电磁屏蔽层进行屏蔽，以致于即使当数字电路和模拟电路相互靠近排列时，就能抑制内部噪声的影响。

在该接收设备中，模拟电路可安排在与设置天线相同的电路板侧，该天线重叠模拟电路。

在上面的接收设备中，数字电路可安排成不重叠摸拟电路。

在上面的接收设备中，模拟电路可被排列在与设置天线相同的电路板侧与天线并排地排列。

在上面的接收设备中，模拟电路可排列在与设置天线的该侧不同的电路板侧与数字电路并排地安排。

在上面的接收设备中，模拟电路可安排成重叠该天线，和数字电路安排成不重叠该天线。

根据这个接收设备，模拟电路和天线被一个设置在另一个上面。这就可减少安装面积和体积。

在上面的接收设备中，重叠在电路板中的电磁屏蔽层可设置成地电位。

在上面的接收设备中，外壳可包括由金属制成的背盖，用于覆盖与设置天线的该侧不同的电路板侧。

在上面的接收设备中，外壳可包括由树脂制成的盖部分，用于覆盖天线。

上面的接收设备还可包括：一个电磁屏蔽层，用于覆盖位于电路板一侧的数字电路。

上面的接收设备还可包括：一个电磁屏蔽层，用于覆盖位于电路板一侧的模拟电路。

在上面的接收设备中，天线可以包括设置一个天线单元、一个接地板和在天线单元和地电位之间的一个介质板。

接收设备还可包括：

一个包括指针的时钟显示部分，用于指示时间；

一个指针驱动器，用于驱动该指针；

一个透明盖，用于覆盖时钟显示部分；和

其中该天线被设置成重叠时钟显示部分。

接收设备还可包括：一个显示部分，用于显示至少一个当前位置信息和时间信息；和

其中数字电路可被设置成重叠显示部分。

在上面接收设备中，天线可具有一个通孔；和

指针驱动器经天线的通孔能驱动指针。

在上面的接收设备中，天线和接收电路可公用一个天线和一个接收电路，用于接收GPS无线电波。

在上面的接收设备中，天线可包括：一个天线单元、一个接收板、一个玻璃盖和一个玻璃支架。

至少一个玻璃盖和该玻璃支架可由介质材料制成；和

接地板可用作至少一个拨号板和一个反射器。

根据该接收设备，至少一个玻璃盖和在天线中的玻璃支架由介质材料制成，和接地板可用作至少一个拨号板和一个反射器。该设计可减少装配面积和体积。

在上面的接收设备中，天线可以是具有以圆柱形或柱状的形状构成的天线单元的螺旋形天线。

为了实现上述的目的，根据本发明的第三方面的手戴式接收设备包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层的电路板和多个被安排或重叠电磁屏蔽层的基片；

一个模拟电路，被安排在靠近天线并构成接收电路的一部分；

一个数字电路，位于与设置天线的该侧不同的电路板的一侧，该数字电路构成接收电路的一部分；

一个显示部分，用于显示当前位置信息；

一个外壳，用于接纳电路板、天线和包括模拟电路和数字电路的接收电路；和

一个连接单元，连接到外壳，用于与用户的主机的一部分连接。

根据该手戴式接收设备，电路板被构成叠层用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层。模拟电路和数字电路被排列在电路板的不同侧。因此，数字电路对着模拟电路被电磁屏蔽层屏蔽，以致于即使与数字电路和模拟电路被相互靠近排列，内部噪声的影响能被抑制。

在该接收设备中，天线和显示部分可垂直于连接单元排列在外壳的一侧。

在上面的接收设备中，天线和显示部分可以与连接单元相同的方向安排在外壳的一侧。

为了实现上述的目的，根据本发明的第四方面的电子钟设备包括：

一个用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层；

一个被构成叠层电磁屏蔽层的电路板；

一个平板型天线，被设置在靠近电路板的一侧，用于接收无线电波；

一个模拟电路，被安排在靠近平板型天线并构成接收电路的一部分；

一个数字电路，被安放在与设置平板型天线的该侧不同的电路板的一侧，数字电路构成接收电路的一部分；

一个显示部分，用于显示时间信息和当前位置信息；

一个外壳，用于接纳电路板、平板型天线、和包括模拟电路和数字电路的接收电路；和

根据该电子钟设备，电路板被构成叠层用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层。模拟电路和数字电路被排列在电路板的不同侧。因此，数字电路对着模拟电路板电磁屏蔽层屏蔽，以致于即使当数字电路和模拟电路被相互靠近安排，内部噪声的影响能被抑制。

图1是表示根据本发明的第一实施例的手戴式接收设备的结构的示范图；

图2是描述图1所示的手戴式接收设备的部件安排的平面图；

图3是图2所示的手戴式接收设备的截面图；

图4表示图1所示手戴式接收设备的详细功能结构的例证方框图；

图5表示图1中手戴式接收设备的详细功能结构的例证方框图；

图6是表示根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图7是描述图6所示的手戴式接收设备的部件安排的平面图；

图8是图7所示的手戴式接收设备的截面图；

图9是表示根据第二实施例的手戴式接收设备的第二结构的例证图；

图10是描述图9所示的手戴式接收设备的部件的安排的平面图；

图11是图9所示的手戴式接收设备的截面图；

图12是表示根据第二实施例的手戴式接收设备的第一改型的示范图；

图13是图12所示的手戴式接收设备的模截面图；

图14是表示根据第二实施例的手戴式接收设备的第二改型的截面图；

图15是描述根据第二实施例的手戴式接收设备的第三改型的截面图；

图16是表示根据第二实施例的手戴式接收设备的第四改型的示范图；

图17是表示图16所示的手戴式接收设备的部件安排的截面图；

图18是表示图17所示的手戴式接收设备的特定结构的部件分解透视图；

图19A是表示根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的第五改型的例证图；

图19B是在图19A中所示的手戴式接收设备的透视图；

图20A是表示根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的第六改型的透视图；

图20B是图20A所示的手戴式接收设备的透视图；

图21是举例构成接收天线2的平板型接插天线的示意图；

图22是举例构成接收天线2的正交偶极天线的示意图；

图23是表示根据第二实施例的手戴式接收设备的第七改型的透视图；

图24是举例构成图23所示的棒状天线的螺旋天线的示意图；

图25是表示构成图23所示的棒状天线的螺旋环形天线的一个例子的示意图；

图26是表示根据本发明的第三实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图27是图26所示的手戴式接收设备的特定透视图；

图28是图27所示的手戴式接收设备的截面图；

图29是表示根据本发明的第四实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图30是图29所示的手戴式接收设备的特定透视图；

图31是图30所示的手戴式接收设备的截面图；

图32A是平板型接插天线的透视图；

图32B是平板型接插天线的截面图；

图33是表示根据本发明的第五实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图34是图33所示的手戴式接收设备的特定透视图；

图35是图34所示的手戴式接收设备的截面图；

图36A是平板型接插天线的透视图；

图36B是平板型接插天线的截面图；

图37是表示根据本发明的第六实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图38是图37所示的手戴式接收天线的特定透视图；

图39是图38所示的手戴式接收天线的截面图；

图40是图37和38所示的装在钟盒9里的单个横块的部件分解透视图；

图41是图37和38所示的手戴式接收设备的部件分解透视图；

图42是表示根据本发明的第七实施例的手戴式接收设备的结构的例证图；

图43是图42所示的手戴式接收设备的特定透视图；

图44是图43所示的手戴式接收设备的截面图；

图45是表示接收天线2的结构的示意图；

图46是举例表示根据本发明的第八实施例的手戴式接收设备的结构的截面图；

图47是图46所示的手戴式接收设备的特定透视图；和

图48是表示图46和47所示的手截式接收设备的电路结构的方框图；

现在结合附图对本发明的实施例予以描述。

参照图1到3，将描述根据本发明的第一实施例的手戴式接收设备。

图1是表示根据本发明的第一实施例的手戴式接收设备的结构的示范图。图2是描述图1所示的手戴式接收设备的部件布置的平面图。图3是图2所示的手戴式接收设备的截面图。图1-3所示的手戴式接收设备具有GPS接收功能和时钟功能。

该手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、用于接收的电池5、LCD(液晶显示)板6、数字处理器7、时钟电池8和时钟盒9。

电路板1包括两层基片(树脂材料等)和设置在它们之间的电磁屏蔽层1a，如图1所示。

接收天线2是一种平板类型接插天线的平板天线，把接收的GPS无线电波(接收信号)送到模拟接收电路3。接收天线2设置在电路板1的一侧附近，如图3所示。

模拟接收电路3处理由接线天线2接收的、接收信号，并将它送到数字接收电路4。如图3所示，模拟接收电路3位于与设置接收天线2的该侧不同的电路板1侧。

数字接收电路4从来自模拟接收电路3的接收信号中产生当前位置信息等，和将它显示在LCD板6上。如图3所示，数字接收电路4安排在与接收天线2相同的电路板1侧。也就是，数字接收电路4位于与模拟接收电路3的位置不同的电路板1侧。

接收电路5把工作功率提供到模拟接收电路3和数字接收电路4。接收电池5，如图2所示，被设置在电路板1、数字接收电路4和模拟接收电路3。

LCD板6显示由数字接收电路提供的当前位置信息，和由数字处理器7提供的时间信息。如图3所示，LCD板6置于数字处理器7上方。

数字处理器7包括数字电路，例如时钟电路，在LCD板6上显示产生的时间信息。数字处理器7设置在数字接收电路4的上方。

时钟电池8把功率送到数字处理器7。时钟电池8位于模拟接收电路3的上方。

时钟盒9接纳电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7和时钟电池8。时钟盒9具有背盖9a，玻璃盖9b和天线盖9c。由金属制成的背盖9a覆盖模拟接收电路3的背面。由透明玻璃板制成的玻璃盖9a覆盖LCD板6的显示表面。由合成树脂制成的天线盖9c覆盖在接收天线2的上方。

时钟盒9是一个金属罩，其中玻璃盖9b和天线盖9c变成敞开的。

如图2所示，操作开关部分10提供在时钟盒9的一侧。操作开关部分10根据用户的操作产生触发信号，并将它发送到数字接收电路4和数字处理器7。

如图2所示，附在用户身体的一部分的表带11接到时钟盒9。

现在将具体地讨论手戴式接收设备的电路结构。

图4是表示手戴式接收设备的功能结构的方框图。图5是表示手戴式接收设备的详细电路结构的示范方框图。

图4所示的手戴式接收设备具有外部接口16和除接收天线2以外的电源控制器20、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理7、时钟电池8和操作开关部分10。

GPS接收电路15包括模拟接收电路3、数字接收电路4和电源控制器20。GPS接收电路15处理由接收天线2接收的接收信号GPS，以产生当前位置信息等，并将它提供到数字处理器7。

外部接口16转换在数字处理器7和外部单元之间的控制信号。

模拟接收电路3包括RF(射频)电路21、IF(中频)放大部分22，A/D(模拟/数字)变换器23、时钟发生器24和基准振荡器25。

RF电路21调谐和放大射频的GPS无线电波，以将它变换成IF信号。如果IF放大部分22放大变换的IF信号。A/D变换器23把放大的IF信号变换为数字信号。基准振荡器25由石英振荡器等组成，产生基准振荡信号和将它送到基准振荡器25。

时钟发生器24根据从基准振荡器25接收的基准振荡信号和把产生的时钟信号送到RF电路21、IF放大部分22和A/D变换器23。

数字接收电路4包括扩频解调器26、导航消息处理器27、卫星数据存储器28、伪距测量部分29、位置计算器30、卫星捕获/跟踪处理器31和PN(伪噪声)编码控制器32。

扩频解调器26对经数字处理已经受扩频调制的接收信号执行扩频解调，并将所得的信号送到导航消息处理器27和伪距测量部分29。扩频解调器26包括载波同步检测器33、PN码相关单元34、NCD_s35和37和编码产生器36。

扩频解调器26是为每个N信道提供的，以同时处理多个GPS卫星同时发送的GPS无线电波。

导航消息处理器27从由扩频解调器26解调的接收信号中提取位置导航消息和产生卫星轨道的数据。卫星数据存储器28存储由导航消息处理器27产生的卫星轨道的数据，伪距测量部分29从由扩频解调器26解调的接收信号的相位差值中产生伪距信息到GPS卫星，和将该信息发送到位置计算器30。

位置计算器30根据由伪距测量部分29产生的伪距信息，和存储在卫星数据存储器28中的卫星轨道的数据执行位置计算，以产生手戴式接收设备的当前位置信息和时间补偿信息，位置计算器30将所产生的当前位置信息和时间补偿信息发送到数字处理器7。

卫星捕获/跟踪处理器31产生用于GPS卫星的捕获的跟踪的控制信息和将它送到PN码控制器32，PN码控制器32根据由卫星捕获/跟踪处理器31提供的控制信息控制扩频解调器26。

数字处理器7包括振荡器38、时钟部分39、显示控制器40、控制电路41、导航处理器42、位置数据存储器43和控制数据存储器44。

控制电路41根据由位置计算器30提供的位置信息、来自操作开关部分10的触发信号和经外部接口16外部提供的控制信息控制卫星捕获/跟踪处理器31、电源控制器20等。控制电路41把来自位置计算器30的位置信息存入位置数据存储器43。

时钟部分39根据由振荡器38发出的振荡信号和经显示控制器40将它显示在LCD板6上。时钟部分39根据由位置计算器30发出的时间补偿信号补偿所产生的时间数据。

导航处理器42根据存贮在位置数据存储器43中的当前位置信息产生导航信息和经显示控制器40将它显示在LCD板6上。

图5是表示图1所示的手戴式接收设备的特定电路结构的方框图。

如图5所示，该手戴式接收设备包括接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、操作开关部分10、外部接口16和电源控制器20。

接收天线2由平板型接插天线组成，如上所述，接收GPS无线电波和将它送到模拟接收电路3。

模拟接收电路3包括RF放大器51、第一混频器52、表面声波滤波器53、第一IF放大器54、第二混频器55、第二IF放大器56、A/D变换器57、VCD(压控控制器)58、PLL(锁相环)合成器59和基准振荡器(TC×O)60。模拟接收电路3把来自接收天线2的RF接收信号由第一混频器52变换到第一IF信号，通过表面声波滤波器53消除了不必要的分量和由第二混频器55把合成的信号变换为第二IF信号。模拟接收电路3借助于PLL合成器59精确地调谐和接收已由接收天线2发出的RF接收信号，模拟接收电路3使第二IF放大器56放大已变换为第二IF信号的接收信号，使A/D变换器57变换合成的信号为数字信号，和把该数字信号发送到数字接收电路4。

数字接收电路4包括时钟发生器61、信号处理器ASIC(应用特定的积分电路)62、第一微处理器63、ROM(只读存储器)64和RAM(随机存取存储器)65。数字接收电路4通过信号处理器ASIC62和第一微处理器63，实现图4所示的它的功能。

数字处理器7包括第二微处理器66、显示驱动器67、ROM68、RAM69和时钟发生器70。显示驱动器67与图4所示的显示控制器40等效。RAM69与图4描绘的位置数据存储器43和控制数据存储器44等效。微处理器66实现图4所示的振荡器38、时钟部分39、控制电路41和导航处理器42的功能。

现在使用来自GPS卫星的GPS无线电波将给出位置测量方法的描述。

GPS包括一个空间站，它包括在地球轨道上的GPS卫星(导航卫星/GPS人造卫星)，一个地面站，它包括一个用于监测GPS卫星的监测站和一个用于控制GPS卫星的控制站，和一个接收GPS无线电波和GPS接收设备。

每个GPS卫星通过使用具有与一个卫星到另一个卫星不同的长周期的PRN(伪随机码)执行对定位导航消息信号的扩频调制，变成约为1.5GHz的L波和约为1.2GHz的L2波，和将L1和L2波发送到地面。对于GHS信号，存在有P(精密)码(用于军事用途)和C/A(消除/捕获)码(用于商业用途)。商用的C/A码叠加L1波上。

即使使用逐个卫星的不同PRN码相同频率经受扩频调制，GPS无线电波由单个GPS卫星进行发送。GPS接收设备对与有关的PRN码同步的已接收的GPS无线电波进行扩频解调，以从有关的GPS卫星解调导航消息数据。

在进行解调中，GPS接收设备测量相对于由GPS卫星接收的PRN码由内部时钟产生的PRN码相位定时的延迟和超前，或测量无线电波到达时间的GPS卫星的距离(伪距)。

导航消息数据由时间补偿信息和每个GPS卫星的详细轨道信息(天文历)、每一个GPS卫星的粗略轨道信息(天文年历)和GPS卫星的状态信息组成的。GPS接收设备通过天文轨道计算从详细轨道信息中得到三维卫星的位置。

GPS接收设备从四个(或三个)或更多个GPS卫星的位置捕获GPS接收设备的三维位置(或在地面上的三维位置)和到单个卫星的伪距。GPS接收设备根据时间补偿信息和GPS接收信号的相位补偿内部时钟。

在图1至图5所示的手戴式接收设备通过以上所述的定位方法产生位置信息和其当前位置信息。

图1-3所示的大多数手戴式接收设备由时钟盒9的金属构件从外部屏蔽。接收天线2放在模拟接收电路3的上方。模拟接收电路3和数字接收电路4以及数字处理器7的两者之间排列有电磁屏蔽层1a。该结构导致下列优点。

当手戴式接收设备在接收天线2和模拟接收电路3之间具有一个短传送路径时，不必要提供具有预置放大器等的接收天线2，因此保证了装置面积和体积的减小。

大部分手戴式接收设备通过由金属制成的时钟盒9从外部屏蔽，导致较少的外部噪声的影响。而且，数字接收电路4和数字处理器7以及模拟接收电路3在两者之间都排列有电磁屏蔽层1a，因此，在数字电路中产生的RF电磁噪声是通过电磁屏蔽层抑制的，因此就不会更多地影响模拟接收电路3(噪声将不会出现在模拟信号上)。于是就可以精密地产生位置信息和导航信息。

虽然接收天线2排列在与在图1-3所示的手戴式接收设备中数字接收电路4相同的电路板1侧上，接收天线2可设置在与设置模拟接收电路3相同的电路板1侧。

在图1-3所示的手戴式接收设备中，由数字接收电路4产生的RF噪声可通过由数字接收电路4排列的接收天线2接收，以在GPS接收信号中混频。

现在结合图6-8和图9-11将讨论根据RF噪声的抑制已设计的本发明的第二实施例。

图6是表示根据本发明的第二实施例手表类型的手戴式接收设备的第一结构的例证图。图7是描绘图6所示的手戴式接收设备的部件布置的平面图。图8是图7所示的手戴式接收设备的截面图。

图6-8所示的手戴式接收设备，与第一实施例相同，具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8和时钟盒9。

在图6-8所示的手戴式接收设备中，模拟接收电路3和数字接收电路4排列在电路板1的相同侧。接收天线2位于与设置模拟接收电路3的电路板1的不同侧。数字处理器7位于与接收天线2相同的电路板1侧。

图9是表示根据本发明的第二实施例手表类型的手戴式接收设备的第二结构的示范图。图10是描绘图9所示的手戴式接收设备的部件的安排的平面图；图11是图9所示的手戴式接收设备的截面图。

在图9-11所示的手戴式接收设备，与第一实施例相同，也具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8和时钟盒9。

在图9-11所示的手戴式接收设备中，模拟接收电路3和数字处理器7被并排排列在电路板1的一侧。接收天线2位于设置模拟接收电路3的上方。数字接收电路4位于与设置数字处理器7不同的电路板1的该侧。

在图6-8和图9-11所示的手戴式接收设备中，接收天线2和数字接收电路4在它们之间是用电路板1相互分开得最远排列的。

该电路排列能够抑制由数字接收电路4产生的RF噪声的混频，变成来自天线2的接收信号。当LCD板6被安排成重叠数字处理器7，安装后的设备就可做成很薄的。

为了抑制在接收天线2和模拟接收电路3上由数字接收电路4产生的RF噪声的影响，模拟接收电路3和数字接收电路4可以用屏蔽构件复盖。参照附图12-15将对根据本发明具有用屏蔽构件复盖的模拟接收电路3和数字接收电路4的手戴式接收设备的某些改型予以讨论。

图12是表示根据本发明的第二实施例的手表类型的手戴式接收设备的第一改型的例证图。图13是图12所示的手戴式接收设备的截面图。图14是表示根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的第二改型的截面图。图15是描述根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的第三改型的截面图。

图12-15所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9、第一电磁屏蔽盒101和第二电磁屏蔽盒102。

第一电磁屏蔽盒101和第二电磁屏蔽盒102由铝等的薄金属板构成。第一电磁屏蔽盒101被安排成覆盖模拟接收电路3。第二电磁屏蔽盒102被安排成覆盖数字接收电路4。

当模拟接收电路3和数字接收电路4分别用屏蔽盒101和102覆盖，该手戴式接收设备能够抑制噪声的影响。

为了进一步抑制在接收天线2上面数字接收电路4产生的RF噪声的影响，接收天线2可以用时钟盒9从数字处理器7进行屏蔽。

下面结合图16到18将讨论根据第二实施例的手戴式接收设备的一个改型，其中时钟盒9被构成从数字处理器7屏蔽接收天线2。

图16是表示根据本发明的第二实施例的手戴式接收设备的第四改型的例证图。图17是表示图16所示的手戴式接收设备的部件安排的戴面图。图18是表示图17所示的手戴式接收设备的特定结构的部件分解透视图。

图16-18所示的手戴式接收设备包括电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9、第一电池屏蔽盒101和第二电池屏蔽盒102。

图18所示的手戴式接收设备还包括表带11、弹性杆111和电子蜂鸣器113。

弹性杆111是一个用于把时钟盒9连接到表带11的附有弹性的金属附件。电子电路模块112包括接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、LCD板6和数字处理7、都安装在电路板1上。电子蜂鸣器113产生一个电子声音。

在图16-18所示的手戴式接收设备中、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、和数字处理器7相互都是电磁屏蔽的。以致于能够增加由数字接收电路4产生的RF噪声的影响的抑制。

虽然在上面的手戴式接收设备中接收天线2固定在时钟盒9的内侧，接收天线2可以一半固定在时钟盒9的外侧。现在参照附图19A到20B讨论根据本发明的第二实施例具有一半固定在时钟盒9的外部的接收天线2的手戴式接收设备的一个改型。

图19A是表示根据本发明的第二实施例的手表类型手戴式接收设备的第五改型的例证图。图19B是在图19A中所示的手戴式接收设备的透视图。图20A是表示根据本发明的第二实施例的手表类型手戴式接收设备的第六改型的透视图。图20B是图20A所示的手戴式接收设备的透视图。

在图19A-20B所示的手戴式接收设备中，在一侧旋转的天线保持器121设置在时钟盒9的一侧，和接收天线2容纳在保持器121内。

接收天线2的特定结构被举例在图21和22中。

图21是举例构成接收天线2的平板型接插天线的示意图。图21所示的平板型接插天线具接插天线单元131和接地板132，前者设置在后者的上方。

图22是举例构成接收天线2的正交偶极天线的示意图。图22所示的正交偶极天线具有两个偶极子141和接地板142，两个偶极子141被置在后者上方，

在图19A-20B所示的手戴式接收设备中，通过调节天线保持器121的方向使GPS无线电波的接收变得较容易，和接收天线2与数字接收电路隔离就可抑制噪声的影响。

虽然在该手戴式接收设备中接收天线2是一个平板型接插天线，接收天线2可以是柱状或棒形天线。而且，虽然在上面手戴式接收设备中接收电池5和时钟电池8装在时钟盒9的内部，这些电池5和8可以提供在时钟盒9的外部。下面结合图23将讨论根据第二实施例具有安排在时钟盒9外部的接收电池5和时钟电池8的手戴式接收设备的一个改型。

图23是表示根据本发明的第二实施例的手表类型手戴式接收设备的第七改型的透视图。

图23所示的手戴式接收设备具有棒形天线151和电池夹持器152。电池夹持器152，提供在时钟盒9的外部，夹持接收电池5和时钟电池8。

棒形天线151是由具有图24所示的螺旋排列的天线单元的棱镜螺旋天线构成的。棒形天线151可以由如图25所示的以螺旋形式缠绕在一柱上的环形天线单元的拉状螺旋环物天线构成的。

用于GPS天线电波的接收场的激励方向顺时针旋转(右旋圆极化)。为了有效地接收该GPS无线电波，圆形或方形平板型天线、螺旋天线等一般用作接收天线2。平板型接插天线具有一个设置在天线单元板和接地板之间的介质材料，并能设计成很薄。通过使用具有高“特定介质常数”的材料，介电常数变得越高，则与无线电波的波长相比较，天线和长度可做得越短。

具有约1.5GHz频率的GPS无线电波的波长变成大约20cm((3×10¹⁰)cm/(1.5×10⁹)Hz＝约20cm)在用具有约20(缩短比＝1/20)的介电常数(k∈＝∈/∈O)金属氧化物陶瓷接收该波长的GPS无线电波的情况下，缩短比＝1/20可以使天线的半径为约1cm。

虽然在手戴式接收设备中时钟盒9由金属构成。它可用带有金属的树脂或导电孔屑粘接到内部或外部。

当根据第一和第二实施例的手戴式接收设备在LCD板6上以时钟功能显示时间和日期时，可以采用由指针表示时间和在LCD板6上显示日期的复合系统。现在参数图26到28讨论使用用指针表示时间和在LCD板6上显示日期的复合显示系统的本发明的第三实施例。

图26是表示根据本发明的第三实施例的手表类型手戴式接收设备的结构的例证图。图27是图26所示的手戴式接收设备的特定透视图。图28是图27所示的手戴式接收设备的截面图。

图26-28所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9、机件161、指针162、凸块163和拨号板164。

机件161包把步进电机和其它部件。机件161用电路板1并排排列，在数字处理器7的控制下驱动指针162。

指针162由时钟、分针和秒针组成。指针162位于拨号盘164的上方和经指针轴由机件161驱动。指针轴的通孔形成在LCD板6上。

凸块163位于时钟盒9的外部并当由用户操作时调节机件161。

拨号板164设置在机件161的上方。

在图26-28所示的手戴式接收设备中，由于机件161包括强磁电路和可以变成噪声源，与接收天线2分开设置。

虽然根据第三实施例的手戴式接收设备中，LCD板6排列在拨号板的上方，LCD板6和拨号板164可以并排排列。结合图29到31将描述具有并排排列的LCD板6和拨号板164的本发明的第四实施例。

图29是表示根据本发明的第四实施例的手表类型手戴式接收设备的结构的例证图。图30是图29所示的手戴式接收设备的特定透视图。图31是图30所示的手戴式接收设备的截面图。

图29-31所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9(背盖9a、玻璃盖9d、玻璃盖29e)、机件161、指针162、凸块163和拨号板164。

图31所示的手戴式接收设备还包括光反射器171，用于使LCD板6的显示便于观看。

图29-31所示的手戴式接收设备中，平板\型接插天线构成的接收天线2位于电路板1的上方。拨号板164位于接收天线2的上方。LCD板6与拨号板164并排排列。

图32A和32B举例平板型接插天线组成的接收天线2。图32A是平板型接插天线的透视图，和图32B是平板型接插天线的截面图。

图32A和32B所示的平板型接插天线包括：天线单元板181、天线接地板182、介质层183、绝缘构件184和电源端185。天线单元板181和天线接地板182被设置成夹层由陶瓷等构成的介质层183。虽然安插指针轴的孔都形成在天线单元板181和天线接地板182的中心部分，和用于对天线单元板181提供电源的电源端185位于中心位置。电源端185用绝缘构件184与天线接地板182绝缘。因为GPS无线电波是圆极化波，即使具有一个环形周边部分和一个形成在介质材料的中心的孔，该平板型接插天线能起足够的作用。

在图29-31所示的手戴式接收设备中，由玻璃或聚丙烯树脂制成的玻璃盖9b用作一个用于显示时间和一个用于天线的开口，该安装面积就能做成较小。

虽然接收天线2和LCD板6在根据第四实施例的手戴接收设备中并排排列，LCD板6可放置在接收天线2的上方。参照图33到35将讨论具有放置在接收天线2上方的LCD板6和在LCD板6上以时间功能显示时间和数据的本发明的第五实施例。

图33是表示根据本发明的第五实施例手表类型手戴式接收设备的结构的例证图。图34是图33所示的手戴式接收设备的特定透视图。图35是图34所示的手戴式接收设备的截面图。

图33-35所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9和光反射器171。

图36A和37A是举例平板型接插天线组成的接收天线2。图36A表示平板型接插天线的透视图，和图36B是平板型接插天线的截面图。

图36A和36B所示的平板型接插天线包括：天线单元板191、天线接地板192、介质层193、绝缘构件194和电源端195。

在图33-35所示手戴式接收设备中，使LCD板6的显示易于看见的光反射器171被安排成重叠接收天线2。LCD板6放置在光反射器71的上方。

LCD板6具有一个在玻璃表面上的LCD-驱动透明电极。LCD-驱动透明电极由氧化锡NESA膜、氧化锡铟(ITO)膜等。由于氧化锡NESA膜或氧化锡铟(ITO)膜等稍屏蔽GPS无线电波，在接收天线2的接收场强下降。当接收1.5GHz频带的GPS无线电波。例如，按照天线增益大约衰减1到2dB场强。当LCD板6和接收天线2被排列成一个在另一个的上方时，然而，可减小安装面积，对于手表类型接收设备特别有效。

虽然根据第五实施例的手戴式接收设备在LCD板6上以时钟功能显示时间和日期，由指针指示时间和LCD板6上显示日期的复合系统可被采用。现在结合图37到41讨论使用由指针指示时间和在LCD板6上显示日期的复合系统的本发明的第六实施例。

图37表示根据本发明的第六实施例手表类型的手戴式接收设备的结构示范图。图38是图37所示的手戴式接收设备的特定透视图。图39是图38所示的手戴式接收设备的截面图。图40是图37和图38所示的容纳在时钟盒9中的单个模块的部件分解透视图。图41是图37和38所示的手戴式接收设备的部件分解透视图。

图37-41所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9(背盖9a、玻璃盖9b)、机件161、指针162、凸块163和拨号板164。

如图40所示的电路板1是由夹层电磁屏蔽层1a的多层材料构成的。接收天线2包括：天线单元板181、天线接地板182和介质层183，如图40所示。

因为在图3741中所示的手戴式接收设备中LCD板6和接收天线2可安排成一个在另一个上方，可以使安装面积较小，对于手表类型接收设备特别有效。

虽然在根据第一到第六实施例的手戴式接收设备中接收天线2用玻璃盖9c等覆盖，接收天线2可以与玻璃盖整体构成。结合图42到44将讨论接收天线2与玻璃盖整体构成的本发明的第七实施例。

图42是表示根据本发明的第七实施例的手表类型手戴式接收设备的结构的例证图。图43是图42所示的手戴式接收设备的特定透视图。图44是图43所示的手戴式接收设备的截面图。

图42-44所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9(背盖9a、玻璃盖9b)、机件161、指针162、凸块163和拨号板164。

如图45所示，接收天线2包括天线单元板201、天线接地板202、第一介质构件203、第二介质构件204和电源端205，被排列成夹层拨号板164。

天线单元201由导电薄膜构成在第一介质构件203的表面上。天线接地板202由光反射器组成。天线接地板202可与拨号板164整体构成。第一介质构件203由作为玻璃盖的透明玻璃等构成。第二介质构件204是由作为环形玻璃支架或玻璃框的类似氧化钛钡的铁电材料制成的。电源端205通过拨号盘164的边缘部分对天线单元201提供电源，以便不起拨号板164的显示作用。拨号板可被设计为天线接地板。

如果用作玻璃盖的第一介质构件203的介电常数约为7，图45所示的接收天线2可足以接收GPS无线电波。

由于接收天线2在图42-44所示的手戴式接收设备中与玻璃盖整体构成，该安装可做成较小，对于手表类型接收设备特别有效。

虽然根据第一到第七实施例的手戴式接收设备具有GPS无线电波接收功能和时钟功能，它们还装有用于从广播卫星等接收卫星广播的功能和使用通信卫星的卫星通信功能。然而，还可提供经无线电基站的移动通信功能、无线LAN(局部地区网络)通信功能等。本发明的第八实例还装有这个移动通信功能，参照图46和47将予以讨论。

图46是根据本发明的第八实施例的手表类型手戴式接收设备的结构的例证截面图。图47是图46所示的手戴式接收设备的特定透视图。

图46和47所示的手戴式接收设备具有电路板1、接收天线2、模拟接收电路3、数字接收电路4、接收电池5、LCD板6、数字处理器7、时钟电池8、时钟盒9、红外线端口211、扬声器212和传声器213。。

红外线端口211能通过红外线通信与外部单元交换控制数据。扬声器212和传声器213用于语音用途。

图48表示图46和47所示的手戴式接收设备的电路结构的例证的方框图。

图48所示的手戴式接收设备包括：RF/模拟接收电路301、移动通信/信号处理器302、音频接口303、通信控制单元304、GPS信号处理器305、GPS算术运算单元306、数字处理器307和外部接口308。

RF/模拟接收电路301与图46和47所示的手戴式接收设备的模拟接收电路3等效。移动通信/信号处理器302、GPS信号处理器305和GPS算术运算单元306与数字接收电路4等效。数字处理器307与数字处理器7等效。

RF/模拟接收电路301包括移动接收部分311、移动传输部分312和GPS/RF部分313。

移动接收部分311从无线基站经接收天线2接收传输信号、使它变换为IF信号、和解调通过正交检测已经受正交调制的幅度调制波。

移动传输部分312对数字传输信号执行正交调制、放大它和然后从接收天线2发送放大的信号。

GPS/RF部分313经接收天线2接收GPS无线电波和使它变换为IF信号。

移动通信/信号处理器302对已由移动接收部分311解调的移动通信信号执行A/D变换、执行基带解调。然后执行信道解码和把所得的的信号送到音频接口303。移动通信/信号处理器302对来自音频接口303的话音编码的信号执行信号编码、执行基带调制和D/A变换、和把所得的模拟信号发送到移动传输部分302。

音频接口303解码由移动通信/信号处理器302提供的接收信号、变成语音数据、执行对语音数据的D/A变换和放大模拟信号，以从扬声器212重放话音。音频接口303对由传声器213给出的话音信号执行A/D变换和把数字话音信号发送到移动通信/信号处理器302。

通信控制单元304控制RF/模拟接收电路301和移动通信/信号处理器302。

GPS信号处理器305对由GPS/RF部分313来的信号执行A/D变换，然后执行扩频解调，以解调扩频调制的GPS无线电波。

GPS算术运算单元306执行解调的GPS导航消息，根据由GPS/RF部分313发送的PN码，以捕获卫星轨道数据和捕获伪距，用于位置计算。

GPS算术运算单元306也执行用于GPS卫星的捕获和跟踪的控制。

Claims

1.一种接收设备，包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁层的电路板和几个安排成叠层所述电磁屏蔽层的基片；

一个模拟电路，位于与设置天线的所述侧不同的所述电路板的一侧，所述的模拟电路构成接收电路的一部分；

一个数字电路，在与设置所述天线相同的所述电路板侧与所述天线并排地安排，数字电路构成所述接收电路的一部分；和

一个外壳，用于容纳所述的电路板、所述的天线、和包括所述模拟电路和所述的数字电路的接收电路。

2.一种接收设备包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层的电路板和几个安排成叠层所述的电磁屏蔽层的基片；

一个天线，被设置在靠近所述电路板的一侧，用于接收无线电波；

一个模拟电路，被设置靠近所述的天线和构成接收电路的一部分；

一个数字电路，位于与设置所述天线的所述侧不同的所述电路板的一侧，所述的数字电路构成接收电路的一部分；和

一个外壳，用于接纳所述的电路板、所述的天线、和包括所述的模拟电路和所述的数字电路的接收电路。

3.根据权利要求2的接收设备，其中所述的模拟电路安排在与设置所述天线相同的所述电路板侧，所述的天线重叠所述的模拟电路。

4.根据权利要求2的接收设备，其中所述的数字电路安排成不重叠所述的模拟电路。

5.根据权利要求2的接收设备，其中所述的模拟电路在与设置所述天线相同的所述电路板侧与所述的天线并排地排列。

6.根据权利要求2的接收设备，其中所述的模拟电路在与设置所述天线的所述侧不同的所述电路板侧与所述的数字电路并排地排列。

7.根据权利要求6的接收设备，其中所述的模拟电路安排成重叠所述的天线，和所述数字电路安排成不重叠所述天线。

8.根据权利要求2的接收设备，其中叠层在所述电路板的所述电磁屏蔽层设置到地电位。

9.根据权利要求2的接收设备，其中所述的外壳包括一个由金属制成的背盖，用于覆盖与设置所述天线的所述侧不同的所述电路板侧。

10.根据权利要求2的接收设备，其中所述的盒包括一个由树脂制成的盖部分，用于覆盖所述的天线。

11.根据权利要求2的接收设备，还包括：

一个电磁屏蔽层，用于覆盖位于所述电路板的一侧上的所述数字电路。

12.根据权利要求2的接收设备，还包括：

一个电磁屏蔽层，用于覆盖位于所述电路板的一侧上的所述模拟电路。

13.根据权利要求2的接收设备，其中所述的天线包括一个天线单元、一个接地板和一个设置在所述天线单元和所述接地板之间的介质材料。

14.根据权利要求2的接收设备，还包括：

一个包括指针的时钟显示部分，用于指示时间；

一个指针驱动器，用于驱动所述的指针；

一个透明盖，用于覆盖所述的时钟显示部分；和

其中所述的天线设置成重叠所述显示部分。

15.根据权利要求14的接收设备，还包括：

一个显示部分，用于显示至少一个当前位置信息和时间信息；和

其中所述的数字电路被设置成重叠所述的显示部分。

16.根据权利要求14的接收设备，其中所述的天线具有一个通孔；和

所述的指针驱动器经所述天线的所述通孔驱动所述的指针。

17.根据权利要求2的接收设备，其中所述的天线和所述的接收电路公用一个天线和一个接收电路，用于接收GPS无线电波。

18.根据权利要求2的接收设备，其中所述的天线包括一个天线单元、一个接地板、一个玻璃盖和一个玻璃支架。

至少一个所述的玻璃盖和由介质材料制成的所述玻璃支架；和

所述的接地板用作至少一个拨号板和一个反射器。

19.根据权利要求2的接收设备，其中所述的天线是一个具有以圆柱形或柱状形成的天线的螺旋天线。

20.一种手戴式接收设备包括：

一个具有用于屏蔽电磁波的电磁屏蔽层的电路板和几个排列成叠层所述的电磁屏蔽层的基片；

一个天线，被设置在靠近所述的天线和构成接收电路的一部分；

一个模拟电路，被安排在靠近所述天线和构成接收电路的一部分；

一个数字电路，位于与设置所述天线的所述侧不同的所述电路板的一侧，所述的数字电路构成接收电路的一部分；

一个显示部分，用于显示当前的位置信息；

一个外壳，用于接纳所述的电路板、所述的天线、和包括所述的模拟电路和所述的数字电路的所述接收电路；和

一个连接单元，与所述的外壳连接，用于附加到用户身体的一部分。

21.根据权利要求20的接收设备，其中所述的天线和所述的显示部分垂直于所述附加单元被安排在所述外壳的一侧。

22.根据权利要求20的接收设备，其中所述的天线和所述的显示部分都以与所述的附加单元相同的方向安排在所述外壳的一侧。

23.一种电子时钟设备包括：

一个电磁屏蔽层，用于屏蔽电磁波；

一个电路板，被构成叠层所述的电磁屏蔽层；

一个平板型天线，被设置在靠近所述电路板的一侧，用于接收无线电波；

一个模拟电路，被安排靠近所述的平板型天线和构成接收电路的一部分；

一个数字电路，位于与设置所述平板型天线的所述侧不同的所述电路板的一侧，所述数字电路构成接收电路的一部分；

一个显示部分，用于显示时间信息和当前位置信息；

一个外壳，用于接纳的所述的电路板、所述的平板型天线、和包括所述模拟电路和所述数字电路的所述接收电路；和

一个连接单元，与所述外壳连接，用于附加到用户身体的一部分。