CN211480282U - 一种可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及可穿戴设备制造技术领域，公开了一种可穿戴设备，包括：金属边框、主板和天线，所述主板固定于所述金属边框围成的区域内；所述天线包括第一辐射单元和第二辐射单元；所述金属边框作为所述第一辐射单元，且所述第二辐射单元和所述第一辐射单元通过一连接件与所述主板的主天线信号端电连接。本实用新型通过在以金属边框作为天线第一辐射单元的基础上，增加与第一辐射单元共馈电点的第二辐射单元，使得天线可以覆盖不同频段的信号，增强可穿戴设备的天线功能。

Description

一种可穿戴设备

技术领域

本实用新型实施例涉及可穿戴设备制造技术领域，特别涉及一种可穿戴设备。

背景技术

随着科技发展，智能穿戴设备的功能需求越来越多，语音通话等已成为其必备功能。因此，为了满足智能穿戴设备的各种等功能需求，需要为智能穿戴设备配置全频段天线。

然而由于手表小型化、轻薄化的发展，导致手表内部空间狭小，天线布局受限，在无法增加天线支架等方案的情况下，仅通过手表金属边框作为天线，无法覆盖700MHz～960MHz，1710MHz～2700MHz全频段性能。

因此，亟需提供一种金属可穿戴设备的全频段天线解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例解决的技术问题为提供一种可穿戴设备，解决现有可穿戴设备天线能力不足，无法覆盖2G/3G/4G全频段网络天线信号的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种可穿戴设备，包括：金属边框、主板和天线，所述主板固定于所述金属边框围成的区域内；所述天线包括第一辐射单元和第二辐射单元；所述金属边框作为所述第一辐射单元，且所述第二辐射单元和所述第一辐射单元通过一连接件与所述主板的主天线信号端电连接。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的技术方案具有以下优点：通过以金属边框作为可穿戴设备主天线的第一辐射单元，并增加主天线的第二辐射单元，增加了天线的走线长度，从而增强了天线的信号覆盖能力，可以覆盖多频段的天线信号。

另外，所述可穿戴设备还包括设置在所述金属边框上的屏体，所述屏体与所述主板相对设置，所述第二辐射单元贴附于所述屏体朝向所述主板的表面。通过借助屏体内表面的空间进行天线走线，可以合理的利用设备内的有限空间，在提升可穿戴设备天性信号覆盖能力的同时，可以减少天线占用的空间；屏体远离主板，天线环境更干净，减小了主板上的电子元器件对天线的干扰，且屏体距离手臂较远，使得手臂对天线辐射的吸收更小，有效提升了天线的效率。

另外，所述第二辐射单元为弧形天线，所述第二辐射单元贴附在所述屏体朝向所述主板的表面的内边缘。通过采用弧形天线，将天线设置在屏体内边缘，可以使得天线第二辐射单元与可穿戴设备屏体的主显示区域错开，避免天线第二辐射单元受到主显示区域电子元器件的干扰，且第二辐射单元不会影响主显示区的内容显示。

另外，所述连接件包括侧馈弹片和上馈弹片，所述第二辐射单元包括相互电连接的连接部以及导线部，所述侧馈弹片与所述金属边框电连接，所述上馈弹片与所述连接部电连接。

另外，所述导线部的宽度为0.5mm～2mm。采用上述宽度的导线部，可以进一步减少天线第二辐射单元占用的屏体面积，使得可以制备更大的屏体显示区域，有利于制造高屏占比的可穿戴设备。

另外，所述金属边框上还设置有隔离地和蓝牙天线馈电点，所述蓝牙天线馈电点与所述主板上的蓝牙天线信号端电连接。通过利用金属边框作为蓝牙天线的辐射单元，可以在实现可穿戴设备的蓝牙功能的同时，减少蓝牙天线占用内部空间。

另外，所述天线还包括第三辐射单元，所述第三辐射单元贴附于所述屏体朝向所述主板的表面且与所述第二辐射单元不重合，所述第三辐射单元与所述主板上的蓝牙天线、WIFI天线或GPS天线中任一种天线的信号端电连接。利用屏体内表面的空间，布置蓝牙天线、WIFI天线或GPS天线的辐射单元，可以进一步丰富可穿戴设备所支持的功能。

另外，所述金属边框上设置有与所述主板的接地端电连接的接地馈点，且所述接地端串联有天线开关。

另外，所述接地端还串联有调频电路，所述调频电路用于调节所述天线的谐振频率。

另外，所述可穿戴设备为智能手表或智能手环。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型一实施例提供的一种可穿戴设备的一种结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的一种可穿戴设备的天线的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种可穿戴设备的俯视结构示意图；

图4和图5为本实用新型一实施例提供的一种可穿戴设备的天线信号仿真效果图；

图6为本实用新型另一实施例提供的一种可穿戴设备的一种结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例提供的一种可穿戴设备的天线信号仿真效果图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本实用新型一实施例提供一种可穿戴设备，包括：金属边框、主板和天线，所述主板固定于所述金属边框围成的区域内；所述天线包括第一辐射单元和第二辐射单元；所述金属边框作为所述第一辐射单元，且所述第二辐射单元和所述第一辐射单元通过一连接件与所述主板的主天线信号端电连接。

通过以金属边框作为可穿戴设备主天线的第一辐射单元，并增加主天线的第二辐射单元，增加了天线的走线长度，从而增强了天线的信号覆盖能力，可以覆盖多频段的天线信号。

图1为本实用新型一实施例提供的可穿戴设备的部分剖面结构示意图，图2本实用新型一实施例提供的可穿戴设备的天线的结构示意图，图3为本实用新型一实施例提供的可穿戴设备的俯视结构示意图，为以下将结合附图进行详细说明。

本实施例中，可穿戴设备为内置射频天线的智能可穿戴设备，例如为智能手表、智能手环等设备。本实施例以可穿戴设备为智能手表为例。

参考图1，可穿戴设备包括金属边框101、主板102和天线103(参考图2)。

主板102固定在金属边框101围成的区域内。可以理解的是，金属边框101围成的区域可以为圆形、矩形等形状，在此不对金属边框围成的区域的形状做任何限定。主板102固定在金属边框101围成的区域内为现有技术。

参考图2，可穿戴设备的天线103包括第一辐射单元11和第二辐射单元12，第一辐射单元11和第二辐射单元12通过连接件105与主天线信号端连接。

本实施例中，金属边框101作为可穿戴设备天线103的第一辐射单元11。

需要说明的是，结合参考图1和图3，可穿戴设备还可以包括设置在金属边框101上的屏体104，屏体104与主板102相对设置，第二辐射单元12贴附于屏体104朝向主板102的表面。

通过借助屏体内表面的空间进行天线走线，可以合理的利用设备内的有限空间，在提升可穿戴设备天性信号覆盖能力的同时，可以减少天线第二辐射单元12占用的空间；另外，由于屏体空间远离主板电子元器件，且与用户手臂距离较远，天线环境较为纯净，在屏体朝向主板的内表面布置天线的第二辐射单元12，可以减少其他因素对天线信号的干扰。

具体来说，屏体104包括朝向主板102的显示元器件以及远离主板102的玻璃外屏。

在其他实施例中，第二辐射单元还可以是位于可穿戴设备的其他位置，例如位于可穿戴设备的外壳朝向主板的表面上等。

另外，结合参考图1和图3，连接件105可以包括侧馈弹片(未标识)和上馈弹片(未标识)，第二辐射单元12包括相互电连接的连接部13以及导线部14，侧馈弹片与金属边框101电连接，上馈弹片与连接部13电连接。

连接件105与主板102上的主天线信号端电连接，并固定在主板102上，连接件105通过侧馈弹片与金属边框101电连接，从而实现金属边框101与主板102上的主天线信号端的电连接。连接件105通过上馈弹片与第二辐射单元12的连接部13电连接，从而实现第二辐射单元12和主天线信号端的电连接。

由于金属边框与第二辐射单元是通过连接件上的弹片实现与连接件的电连接，在可穿戴设备的组装过程中，通过将屏体按压至固定位置，使第二辐射单元12的连接部13与连接件105的上馈弹片紧密接触即可实现第二辐射单元12与主天线信号端的电连接，在安装上具有简易方便的优点。

需要说明的是，参考图3，第二辐射单元12可以为弧形天线，第二辐射单元12贴附在屏体104朝向主板的表面的内边缘。通过采用弧形天线，将第二辐射单元12设置在屏体104内边缘，使得天线第二辐射单元12与可穿戴设备屏体104的主显示区域错开，避免天线第二辐射单元12受到主显示区域电子元器件的干扰，且第二辐射单元12不会影响主显示区的内容显示，在视觉观感上形成隐形天线的效果。

在其他实施例中，第二辐射单元还可以是其他形状，贴附在屏体朝向主板的表面，如直线形、波浪形等。

需要说明的是，导线部14可以为由导电银浆、导电铜浆或导电石墨烯中任一种材料印刷而成的导线。采用上述材料作为天线的导线部，可以直接采用印刷工艺直接印刷而成，使得形成第二辐射单元12的导线部14的工艺方便快捷，且由于导线部可以采用印刷工艺直接印刷而成，使得可以形成较窄的导线部14，进一步避免第二辐射单元12贴附在屏体104表面对可穿戴设备内容显示的影响。

导线部14的宽度可以为0.5mm～2mm。例如为0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm或1.8mm，采用上述宽度的导线部14，第二辐射单元12的在屏体表面占用的面积较小，使得可以在避免第二辐射单元12贴附在屏体104表面对可穿戴设备内容显示的影响，制备更大的屏体显示区域，有利于制造高屏占比的可穿戴设备的同时，保证第二辐射单元12对主天线信号的辐射能力。

另外，本实施例中，第二辐射单元12的长度与可穿戴设备的产品大小以及具体的调试需求相关，在此不对第二辐射单元的长度做过多的限定。

需要说明的是，本实施例中天线还可以包括第三辐射单元(未标识)，第三辐射单元贴附于屏体104朝向主板102的表面且与第二辐射单元12不重合，第三辐射单元与主板102上的蓝牙天线、WIFI天线或GPS天线中任一种天线的信号端电连接。利用屏体内表面的空间，布置蓝牙天线、WIFI天线或GPS天线的辐射单元，可以进一步丰富可穿戴设备所支持的功能。

随着万物互联时代的到来，以及通信技术的发展，现有的可穿戴设备仅支持短信、通话功能可能已无法满足用户的需求，因此在可穿戴设备增加蓝牙天线、WIFI天线、GPS天线等功能可以丰富可穿戴设备的功能，提高可穿戴设备的可玩性和用户的使用体验。

具体来说，第三辐射单元可以贴附在屏体104朝向主板102的表面，且通过一电连接件(未标识)与主板上的信号端电连接，第三辐射单元可以是一弧形天线，位于屏体104与金属边框101贴合处的边缘，且第三辐射单元与第二辐射单元12相对设置。如此，可以充分利用屏体朝向主板表面的内边缘区域具有视觉隐蔽性的特点，使得设置于此的第三辐射单元在用户正常使用过程中不易被察觉，避免天线设置在屏体表面对用户的使用造成的影响。

可以理解的是，在其他实施例中，第三辐射单元还可以是在屏体朝向主板的表面的其他位置。

需要说明的是，本实施例中金属边框101上还可以设置有与主板102的接地端(未标识)电连接的接地馈点(未标识)，且接地端串联有天线开关。

另外，接地端还可以串联有调频电路，调频电路用于调节天线的谐振频率。

第一辐射单元11通过接地馈点与主板102的接地端电连接，通过接地馈点下地。在主板102的接地端上可根据调试需求串联电容、电感、天线开关或tune等，用于调节天线长度、天线低中高频谐振，以及控制天线的开关。需要说明的是，天线信号接地的位置，也即第一辐射单元11与接地端连接的位置不局限于本实用新型的设定，具体可根据可穿戴设备以及天线信号的调试需求而定。

图4和图5分别为用仿真软件CST对本实施例提供的可穿戴设备整个天线系统进行仿真后的S11及效率曲线图，参考图4和图5，基于以上提供的天线设计，使得智能穿戴设备的天线谐振频率可以较好的覆盖2G/3G/4G网络，可以较好地满足智能穿戴设备覆盖全频段的要求。

与现有技术相比，本实施例提供的可穿戴设备，通过以金属边框101作为可穿戴设备主天线的第一辐射单元11，并增加主天线的第二辐射单元12，增加了天线的走线长度，从而增强了天线的信号覆盖能力，可以覆盖多频段的天线信号。

本实用新型另一实施例还提供一种可穿戴设备。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，第二辐射单元的导线部为由导电银浆、导电铜浆或导电石墨烯中任一种材料印刷而成的导线。而在本实用新型第二实施方式中，第二辐射单元的导线部为FPC。此外，本领域技术人员可以理解，在本实用新型各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

图6为本实施例提供的可穿戴设备的结构示意图，以下将结合图6对本实施例进行详细说明，相同或相似的技术细节请参考上一实施例。

参考图6，可穿戴设备包括金属边框201、主板、屏体204和天线，其中金属边框201作为天线的第一辐射单元，天线的第二辐射单元22位于屏体204朝向主板的表面，第二辐射单元22包括连接部23和导线部24。

本实施例中，导线部24为FPC。具体来说，第二辐射单元为FPC天线，连接部23为FPC天线的金手指部分，用于实现与主板上的天线信号端电连接，导线部24为FPC天线的FPC导线部分。

受ID及布局限制，在无法增加天线支架的情况下，利用第二辐射单元24增加天线走线长度，可以优化天线性能；且将第二辐射单元24设置在屏体204朝向主板的表面，使得第二辐射单元24远离整机主板，避免了主板上器件的干扰，也减小了手臂对天线的吸收损耗。另外，FPC天线作为业内一种非常成熟的天线工艺，其成本低、良率高，制作周期短，采用FPC天线作为第二辐射单元24可以降低可穿戴设备的制造成本。

另外，参考图6，本实施例中金属边框201上还可以设置有隔离地207和蓝牙天线馈电点208，蓝牙天线馈电点208与主板上的蓝牙天线信号端(未标识)电连接。

在金属边框201上设置隔离地，使得金属边框分为两部分，一部分作为主天线的第一辐射单元，另一部分作为蓝牙天线的辐射单元，从而在增加蓝牙天线以使穿戴设备可以支持蓝牙功能的同时，减少蓝牙天线对可穿戴设备内部空间的占用，从而将内部空间留给主板等其他元器件，使得可穿戴设备可以支持更多的功能，且有利于可穿戴设备轻薄化的机身设计。

本实施例中金属边框201上还可以设置有接地馈点206，用于实现主天线和蓝牙天线与主板接地端的电连接。

需要说明的是，本方案中的隔离地207、蓝牙天线馈电点208、接地馈点206的位置可根据实际产品调试需求而定。

图7为用仿真软件CST对本实施例提供的可穿戴设备整个天线系统进行仿真后的S11曲线图，参考图7，基于以上提供的天线设计，使得智能穿戴设备的天线谐振频率可以较好的覆盖2G/3G/4G网络，可以较好地满足智能穿戴设备覆盖全频段的要求。

与现有技术相比，本实施例提供的可穿戴设备通过以金属边框作为可穿戴设备主天线的第一辐射单元，并增加主天线的第二辐射单元，增加了天线的走线长度，从而增强了天线的信号覆盖能力，可以覆盖多频段的天线信号。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：金属边框、主板和天线，所述主板固定于所述金属边框围成的区域内；所述天线包括第一辐射单元和第二辐射单元；所述金属边框作为所述第一辐射单元，且所述第二辐射单元和所述第一辐射单元通过一连接件与所述主板的主天线信号端电连接。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备还包括设置在所述金属边框上的屏体，所述屏体与所述主板相对设置，所述第二辐射单元贴附于所述屏体朝向所述主板的表面。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第二辐射单元为弧形天线，所述第二辐射单元贴附在所述屏体朝向所述主板的表面的内边缘。

4.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述连接件包括侧馈弹片和上馈弹片，所述第二辐射单元包括相互电连接的连接部以及导线部，所述侧馈弹片与所述金属边框电连接，所述上馈弹片与所述连接部电连接。

5.根据权利要求4所述的可穿戴设备，其特征在于，所述导线部的宽度为0.5mm～2mm。

6.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述金属边框上还设置有隔离地和蓝牙天线馈电点，所述蓝牙天线馈电点与所述主板上的蓝牙天线信号端电连接。

7.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述天线还包括第三辐射单元，所述第三辐射单元贴附于所述屏体朝向所述主板的表面且与所述第二辐射单元不重合，所述第三辐射单元与所述主板上的蓝牙天线、WIFI天线或GPS天线中任一种天线的信号端电连接。

8.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述金属边框上设置有与所述主板的接地端电连接的接地馈点，且所述接地端串联有天线开关。

9.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其特征在于，所述接地端还串联有调频电路，所述调频电路用于调节所述天线的谐振频率。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备为智能手表或智能手环。

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