CN212725573U - 智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能穿戴设备，包括：壳体，显示屏，显示屏和壳体围成腔体，电路板，电路板位于腔体内，以及天线辐射体，天线辐射体是由主辐射体耦合耦合枝节得到，其中，主辐射体与电路板电连接，主辐射体位于腔体内，耦合枝节位于腔体外。本实用新型提供的智能穿戴设备，可以在不改变整机外形尺寸和布局的情况下，腔体内的主辐射体耦合腔体外的耦合枝节来提高天线性能，可以避免整机布局对天线组件的限制，耦合枝节位于腔体外，天线组件距离电路板和内部器件较远，天线环境干净，减少了电路板对天线组件的干扰，并且可以使天线组件距离穿戴部位更远，减少穿戴部位对天线组件的辐射的吸收，达到提高天线性能的效果。

Description

智能穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及电子无线通讯领域，尤其涉及一种智能穿戴设备。

背景技术

智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环等。随着科技发展，智能穿戴设备越来越普及，语音通话和实时定位已成为其必备功能，因此，天线成为智能穿戴设备的基本配置。

目前，智能穿戴设备向着小型化、轻薄化、功能集成化方向发展，使用者可以更好的感知外部与自身的信息，能够在计算机、网络的辅助下更为高效率的处理信息，实现更为无缝的交流。

但是，智能穿戴设备小型化、轻薄化、功能集成化也会带来一定的弊端，比如会导致设备内部空间狭小、环境复杂，天线布局受限致使智能穿戴设备性能不佳。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能穿戴设备，用以至少解决天线布局受限而导致的智能穿戴设备性能不佳的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种智能穿戴设备，包括：壳体；

显示屏，所述显示屏和所述壳体围成腔体；

电路板，所述电路板位于所述腔体内；

以及天线辐射体，所述天线辐射体是由主辐射体耦合耦合枝节得到，其中，所述主辐射体与所述电路板电连接，所述主辐射体位于所述腔体内，所述耦合枝节位于所述腔体外。

在一种可能实施的方式中，所述耦合枝节为金属装饰件。

在一种可能实施的方式中，所述主辐射体包括天线。

在一种可能实施的方式中，所述主辐射体还包括天线支架，且所述天线镭雕在所述天线支架上。

在一种可能实施的方式中，所述智能穿戴设备还包括馈电点，所述馈电点位于所述电路板上，且所述馈电点与所述电路板上的信号源相连，所述主辐射体通过所述馈电点与所述电路板上的信号源电连接。

在一种可能实施的方式中，所述智能穿戴设备还包括馈电弹片，所述馈电弹片的一端与所述馈电点电接触，所述馈电弹片的另一端抵接在所述主辐射体上。

在一种可能实施的方式中，所述只能穿戴设备还包括天线开关，所述天线开关设置在所述馈电点与所述信号源之间。

在一种可能实施的方式中，所述智能穿戴设备还包括调谐器，所述调谐器的一端与所述主辐射体电连接，所述调谐器的另一端接地。

在一种可能实施的方式中，所述壳体包括边框和底板，所述边框围设在所述底板的外边缘，且所述边框顶端外边缘向内延伸形成内沿，所述内沿上形成第一台阶，所述显示屏设置在所述内沿的所述第一台阶上。

在一种可能实施的方式中，所述边框的靠近所述内沿的外表面上具有第二台阶，所述显示屏的外边缘上具有第三台阶，所述耦合枝节的一端连接在所述第二台阶上，所述耦合枝节的另一端延伸至所述第三台阶并与所述第三台阶相连。

本实用新型提供的智能穿戴设备，通过设置壳体、显示屏、电路板以及天线组件，天线组件包括，与电路板电连接的主辐射体以及与主辐射体耦合连接的耦合枝节，主辐射体和电路板位于壳体和显示屏围成的腔体中，耦合枝节则位于腔体外且覆盖在壳体与显示屏之间的装配位置上，在不改变整机外形尺寸和布局的情况下，腔体内的主辐射体耦合腔体外的耦合枝节作为天线辐射体来提高天线性能，可以避免整机布局对天线组件的限制，耦合枝节位于腔体外，Z向净空增大，距离电路板和内部器件较远，天线环境干净，减少了电路板对天线组件的干扰，并且可以使天线组件距离穿戴部位更远，减少穿戴部位对天线组件的辐射的吸收，达到提高天线性能的效果。

除了上面所描述的本实用新型实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型实施例提供的可穿戴电子设备所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的剖面示意图；

图2为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的显示屏表面金属布线区域示意图；

图3为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种智能穿戴设备的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线仿真测试的辐射效率示意图；

图6为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备中天线实际测量的辐射效率示意图。

附图标记说明：

100-壳体；

110-边框；

111-第一台阶；

112-第二台阶；

113-第三台阶；

114-凸起；

200-显示屏；

300-电路板；

410-主辐射体；

420-耦合枝节；

430-天线支架；

500-腔体；

600-信号源；

700-馈电弹片；

800-表带。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环等。近几年，随着电子产品的不断发展，智能穿戴设备已经能够实现实时定位、语音通话等多种智能化的功能，天线是智能穿戴设备实现智能化的必要设备之一，随着智能穿戴设备频段制式的逐渐增加，功能的不断壮大，功耗的减小，续航能级的增加，智能穿戴设备向着小型化、轻薄化和功能集成化方向发展，使用者可以更好的感知外部与自身的信息，能够在计算机、网络的辅助下更为高效率的处理信息，实现更为无缝的交流，但是智能穿戴设备小型化、轻薄化、功能集成化也会带来一定的弊端，比如会导致设备内部空间狭小、环境复杂，留给主板的空间越来越小，天线的布局也会受到限制，导致天线性能普遍过低。

为了解决上述问题，本实用新型提供的智能穿戴设备包括壳体、显示屏、电路板以及天线组件，天线辐射体包括与电路板电连接的主辐射体以及与主辐射体耦合连接的耦合枝节，主辐射体和电路板位于壳体和显示屏围成的腔体中，耦合枝节则位于腔体外且覆盖在壳体与显示屏之间的装配位置上，在不改变整机外形尺寸和布局的情况下，腔体内的主辐射体耦合腔体外的耦合枝节来提高天线性能，可以避免整机布局对天线组件的限制，耦合枝节位于腔体外，Z向净空增大，距离电路板和内部器件较远，天线环境干净，减少了电路板对天线组件的干扰，并且可以使天线组件距离穿戴部位更远，减少穿戴部位对天线组件的辐射的吸收，达到提高天线性能的效果。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的智能穿戴设备。

图1为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的剖面示意图，图2为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的显示屏表面金属走线区域示意图，图3为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的一种智能穿戴设备的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线仿真测试的辐射效率示意图，图6为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备中天线实际测量的辐射效率示意图。

参考图1所示，本实用新型实施例提供一种智能穿戴设备，包括：壳体100、显示屏200、电路板300以及天线辐射体。

天线辐射体包括：与电路板300电连接的主辐射体410以及与主辐射体410耦合连接的耦合枝节420，即天线辐射体是由主辐射体410耦合耦合枝节420得到。

其中，壳体100和显示屏200围成腔体500，主辐射体410与电路板300位于腔体500内，并且主辐射体410与电路板300电连接，耦合枝节420位于腔体500外且覆盖在壳体100与显示屏200之间的装配位置上。

具体的，壳体100可以是由底盘和侧壁围成的具有容纳空间且与底盘相对的一端具有开口的中空结构，壳体100的外廓形状可以是圆形、矩形以及不规则形状等任意形状，当然底盘与侧壁也可以为一体成型，其中，壳体100可以是由金属材料制成，例如铝合金或者不锈钢材质等，壳体100还可以是非金属材料制成，例如介电常数为2±25％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)材料或者其他塑胶材料，对此，本实施例不做限制。

显示屏200扣合在壳体100的开口处，并与壳体100内的电路板300和电池相连，主要用来实现智能穿戴设备的图像显示功能，显示屏200与壳体100围合形成腔体500。为使智能穿戴设备能够实现无线通讯，本实用新型提供的智能穿戴设备设置有天线辐射体，天线辐射体包括：与电路板300电连接的主辐射体410以及与主辐射体410耦合连接的耦合枝节420。主辐射体410与电路板300设置在腔体500内，耦合枝节420设置在腔体500外且覆盖在壳体100与显示屏200之间的装配位置上，其中，主辐射体410与耦合枝节420的适宜距离为3mm之内，保证主辐射体410与耦合枝节420之间的耦合稳定。

容易理解的是，主辐射体410与耦合枝节420耦合可以提高天线的工作效率，并且耦合枝节420位于显示屏200与壳体100围合形成的腔体500之外，可以使智能穿戴设备中耦合枝节420的Z向净空增大，这里，“Z向净空”指的是耦合枝节420与穿戴部位之间的垂直距离。耦合枝节420距离电路板300和内部器件较远，天线环境更为干净，减少了耦合枝节420与电路板300之间的相互干扰，而且，耦合枝节420与穿戴部位更远，减小了穿戴部位对天线的辐射吸收，从而进一步提高了天线的工作效率，在不改变整机外形尺寸及布局的情况下，主辐射体410与耦合枝节420配合，利用优化的天线环境，提高天线的工作效率。

图2为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的显示屏表面金属布线区域示意图。

参考图2所示，在本实用新型的一些实施例中，为了增加天线辐射体频段的带宽，满足辐射体的频段需求，增强天线辐射体的辐射能力，可以采用导电体作为耦合枝节420与主辐射体410进行耦合。例如，该导电体为金属体，即金属体作为耦合枝节420覆盖在壳体100与显示屏200之间的装配位置上。当然，金属体也可制作成金属装饰件，金属装饰件能作为装饰器件对智能穿戴设备进行外观美化，达到一件两用的效果。或者金属体为已有的金属装饰件，即通过复用已有的金属装饰件作为耦合枝节。

其中，金属装饰件可以是具有导电性能的金属材质制成的金属条、金属片或者其他材质制成的表面具有金属镀层的结构，金属材质可以是铜、铬镍合金等，对此，本实用新型不做任何限制。

图2中的金属装饰件布线区域是在壳体100的外廓为圆形的基础上进行设置的，若壳体100的外廓为矩形或者不规则的任意形状，则金属装饰件的走线区域也可以为矩形或者不规则的任意形状，或者，金属装饰件也可以是不闭合图形，比如，弧形，点状等，总之，金属装饰件的形状需根据具体情况具体设置，比如，工作频段、壳体外观等，对此，本实用新型不做任何限制。

进一步的，参考图1所示，在本实用新型的一种实施例中，壳体100包括边框110和底板(图中未示出)，边框110围设在底板的外边缘，且边框110顶端外边缘向内延伸形成内沿，内沿上形成第一台阶111，显示屏200设置在内沿的第一台阶上111。

具体的，边框110顶端外边缘向内延伸形成“L”型内沿，显示屏200搁置在“L”型内沿的第一台阶111上，显示屏200的外边缘抵设在“L”型内沿的与第一台阶111相邻的另一条边上，以此来完成对显示屏200的安装以及固定。

进一步的，继续参考图1所示，在本实用新型的一种实施例中，边框110的靠近内沿的外表面上具有第二台阶112，显示屏200的外边缘上具有第三台阶113，金属装饰件的一端连接在第二台阶112上，金属装饰件的另一端延伸至第三台阶113并与第三台阶113相连。

具体的，金属装饰件为倒钩形，容易理解的是，金属装饰件的一端连接在第二台阶112上，金属装饰件的另一端搭接在第三台阶113上，在第一台阶111和第二台阶112之间的凸起114可以使金属装饰件将边框110和显示屏220连接成一个整体，保证智能穿戴设备的结构稳定性。

图3为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线结构示意图，参考图1和图3所示，天线辐射体还可以包括：天线和天线支架430，天线支架430位于腔体500内且靠近显示屏200设置，主辐射体410设在天线支架430上。

其中，天线支架430为绝缘体，可以采用聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)绝缘体等，对此，本实用新型不做任何限制。

可选地，主辐射体410为在天线支架430上通过激光直接成型工艺(Laser DirectStructuring，LDS)形成的金属层。该金属层走线可采用单极子、倒F型天线(Inverted-FAntenna，IFA)等走线形式，具体可根据产品调试需求而定。

需要解释的是，激光直接成型技术，即LDS，是利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案，简单的说，就是利用激光镭射技术直接在天线支架430上化镀形成金属，这样可以直接将天线做在天线支架430上，如此，可以在壳体100的内部节省出更多的设计空间，使智能穿戴设备设计更加轻薄，同时，也能减少内部器件的干扰，使天线更加稳定。

在本实用新型提供的智能穿戴设备中，还包括：馈电点(图中未示出)，馈电点位于电路板300上，且馈电点与电路板300上的信号源600相连，主辐射体410通过馈电点与电路板300上的信号源600电连接。

可选地，本实用新型实施例提供的智能穿戴设备，还可以包括：馈地点(图中未示出)，馈电点设置在电路板300上，天线辐射体与馈电点和馈地点电连接，本实用新型中，馈地点的设置需根据智能穿戴设备的需求进行调整和设置，即，本实用新型提供的智能穿戴设备馈地点的个数可以为包括0在内的任意数值。

进一步的，本实用新型实施例提供的智能穿戴设备，还包括：馈电弹片700，馈电弹片700的一端与馈电点电接触，馈电弹片700的另一端抵接在主辐射体410上，馈电点通过馈电弹片700向主辐射体410上馈入高频电流。

具体的，电路板300上具有射频模块，射频模块作为馈源，馈源通过电路板300上的馈电点经过馈电弹片700向主辐射体410馈入高频电流，高频电流在天线辐射体上通过电磁波向外发射，从而实现智能穿戴设备的无线通信功能。

需要说明的是，本文中“天线辐射体”指的是，包括主辐射体410和耦合枝节420在内的用作发射和接收电磁波作用的天线器件。

可选地，在上述技术方案的基础上，本实用新型实施例提供的智能穿戴设备，还包括天线开关(图中未示出)和调谐器(图中未示出)，馈电点与信号源600之间设置天线开关，调谐器的一端与主辐射体410电连接，调谐器的另一端接地，其中，天线开关和调谐器可用于智能穿戴设备切换频点。

可选地，本实用新型提供的智能穿戴设备中，馈电点可以为多个，馈电点的个数及位置需根据产品及调试需求而定，对此，本实用新型不做任何限定。

当然，本实用新型提供的智能穿戴设备的工作频段也可以根据产品调试需求而定，在此，不做任何限制。

可选地，电路板300为印刷电路板。

示例性的，印刷电路板可以分为单层、双层和多层，目前，智能穿戴设备中的电路板为多层结构，其中，包括顶层、中间层和底层，一般顶层和底层为覆铜层，而中间层一般为导线层、信号层、电源层或主板地层，且层与层之间是绝缘的，层与层之间的连接通常是通过孔与螺纹的连接来实现的。

图4为本实用新型实施例提供的一种智能穿戴设备的结构示意图，参考图4所示，本实用新型提供的智能穿戴设备还包括：分别连接在壳体100的相对两端的表带800，表带800用于将智能穿戴设备穿戴在穿戴部位上。

需要说明的是，智能穿戴设备可以是手表或者手环，也可以是医疗检测的智能穿戴电子设备或者其他智能穿戴电子设备，对此，本实用新型不做任何限制。

图5为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的天线仿真实测效率示意图，如图5所示，在仿真工作频段在1.4GHz-1.6GHz之间时，在增加耦合枝节420之后，天线辐射效率明显增加，可见，利用耦合枝节420耦合主辐射体410，可以提高天线的工作效率，达到满足天线指标需求。另外，参见图6所示，经过实际测量得到，增加耦合枝节420后，天线辐射效率也会明显增加。

本实用新型提供的智能穿戴设备，通过设置壳体、显示屏、电路板以及天线辐射体，天线辐射体包括，与电路板电连接的主辐射体以及与主辐射体耦合连接的耦合枝节，主辐射体和电路板位于壳体和显示屏围成的腔体中，耦合枝节则位于腔体外且覆盖在壳体与显示屏之间的装配位置上，在不改变整机外形尺寸和布局的情况下，腔体内的主辐射体耦合腔体外的耦合枝节来提高天线性能，可以避免整机布局对天线辐射体的限制，耦合枝节位于腔体外，Z向净空增大，距离电路板和内部器件较远，天线环境干净，减少了电路板对天线辐射体的干扰，并且可以使天线辐射体距离穿戴部位更远，减少穿戴部位对天线辐射体的辐射的吸收，达到提高天线性能的效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括：

壳体；

显示屏，所述显示屏和所述壳体围成腔体；

电路板，所述电路板位于所述腔体内；

以及天线辐射体，所述天线辐射体是由主辐射体耦合耦合枝节得到，其中，所述主辐射体与所述电路板电连接，所述主辐射体位于所述腔体内，所述耦合枝节位于所述腔体外。

2.根据权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述耦合枝节为金属装饰件。

3.根据权利要求1或2所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述主辐射体包括天线。

4.根据权利要求3所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述主辐射体还包括天线支架，且所述天线镭雕在所述天线支架上。

5.根据权利要求4所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括馈电点，所述馈电点位于所述电路板上，且所述馈电点与所述电路板上的信号源相连，所述主辐射体通过所述馈电点与所述电路板上的信号源电连接。

6.根据权利要求5所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括馈电弹片，所述馈电弹片的一端与所述馈电点电接触，所述馈电弹片的另一端抵接在所述主辐射体上。

7.根据权利要求6所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括天线开关，所述天线开关设置在所述馈电点与所述信号源之间。

8.根据权利要求1或2所述的智能穿戴设备，其特征在于，还包括调谐器，所述调谐器的一端与所述主辐射体电连接，所述调谐器的另一端接地。

9.根据权利要求1或2所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述壳体包括边框和底板，所述边框围设在所述底板的外边缘，且所述边框顶端外边缘向内延伸形成内沿，所述内沿上形成第一台阶，所述显示屏设置在所述内沿的所述第一台阶上。

10.根据权利要求9所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述边框的靠近所述内沿的外表面上具有第二台阶，所述显示屏的外边缘上具有第三台阶，所述耦合枝节的一端连接在所述第二台阶上，所述耦合枝节的另一端延伸至所述第三台阶并与所述第三台阶相连。

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