CN214544296U - 可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种可穿戴设备，包括：天线，用于接收定位信号；第一滤波器，与所述天线的输出端连接，包括多个分立元件；定位信号处理电路，与所述第一滤波器的输出端连接，用于对所述第一滤波器输出的过滤信号进行处理。由于第一滤波器能够通过屏蔽干扰信号传输至定位信号处理电路实现对信号的过滤，因此能够改善可穿戴设备的定位性能，另外第一滤波器包括多个分立元件，因此对定位信号处理电路造成的插损较小，对可穿戴设备内的安装空间占用较少，还能够减少可穿戴设备的功耗。

Description

可穿戴设备

技术领域

本公开涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种可穿戴设备。

背景技术

随着生活水平的提高和科学技术的进步，可穿戴设备的功能越来越丰富。可穿戴设备具备定位功能、蓝牙功能和无线通信功能等，这些功能都需要可穿戴设备收发信号，而不同功能的信号的频段是不同的。由于可穿戴设备的元器件布局紧凑等原因，因此上述这些信号之间存在干扰，导致对应的性能降低。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种可穿戴设备，用以解决相关技术中的缺陷。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

第一方面，提供一种可穿戴设备，包括：

天线，用于接收定位信号；

第一滤波器，与所述天线的输出端连接，包括多个分立元件；

定位信号处理电路，与所述第一滤波器的输出端连接，用于对所述第一滤波器输出的过滤信号进行处理。

在一个实施例中，所述多个分立元件包括至少一个陷波器和至少一个电感，所述至少一个陷波器和所述至少一个电感并联连接。

在一个实施例中，所述陷波器包括串联连接的至少一个电感和至少一个电容。

在一个实施例中，所述陷波器为针对2.4G频段信号的陷波器；和/或，

所述陷波器包括串联连接的2.8nH的电感和1.5pf的电容。

在一个实施例中，与所述陷波器并联的电感为3.3nH的电感。

在一个实施例中，所述第一滤波器的低通截止频率为所述定位信号对应的频段内的频率。

在一个实施例中，所述定位信号处理电路包括依次连接的低噪音放大器、第二滤波器和定位芯片，所述低噪音放大器与所述第一滤波器的输出端连接。

在一个实施例中，还包括设于所述天线的输出端与所述第一滤波器之间的双工器，所述双工器用于将所述天线接收到定位信号传输至所述第一滤波器，以使所述第一滤波器输出所述过滤信号。

在一个实施例中，还包括至少一个高频信号处理电路，所述高频信号处理电路与所述双工器连接，用于与所述双工器传输高频信号，以使所述双工器与所述天线传输所述高频信号；

所述第一滤波器用于屏蔽所述双工器向所述定位信号处理支路传输的信号中的所述高频信号，以输出所述过滤信号。

在一个实施例中，所述第一滤波器用于屏蔽所述双工器向所述定位信号处理支路传输的信号中的混频信号，以输出所述过滤信号，其中，所述混频信号为所述高频信号和通信信号叠加形成的，且频率在所述定位信号对应的频段内的信号。

在一个实施例中，所述高频信号处理电路包括匹配模块、第三滤波器和高频芯片，所述匹配模块与所述双工器连接。

在一个实施例中，所述高频信号处理电路包括蓝牙支路和/或无线通信支路。

本说明书的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例中的可穿戴设备，通过设置依次连接的天线、第一滤波器和定位信号处理电路，能够使天线接收到的定位信号传输至第一滤波器，第一滤波器通过对干扰信号的屏蔽实现对信号的过滤，以输出过滤信号至定位信号处理电路，因此定位信号处理电路能够通过处理过滤信号实现可穿戴设备的定位；由于第一滤波器能够通过屏蔽干扰信号传输至定位信号处理电路实现对信号的过滤，因此能够改善可穿戴设备的定位性能，另外第一滤波器包括多个分立元件，因此对定位信号处理电路造成的插损较小，对可穿戴设备内的安装空间占用较少，还能够减少可穿戴设备的功耗。

附图说明

图1是本公开一示例性实施例示出的可穿戴设备的电路结构示意图；

图2是本公开另一示例性实施例示出的可穿戴设备的电路结构示意图；

图3是本公开另一示例性实施例示出的图2中的第一滤波器的抑制度曲线图；

图4是本公开另一示例性实施例示出的图2中的第一滤波器的抑制度曲线图；

图5是本公开另一示例性实施例示出的图2中的第一滤波器的插损曲线图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参照附图1和附图2，本公开提供了一种可穿戴设备，包括：天线101，用于接收定位信号；第一滤波器102，与所述天线101的输出端连接，包括多个分立元件；定位信号处理电路103，与所述第一滤波器102的输出端连接，用于对所述第一滤波器102输出的过滤信号进行处理。

其中，可穿戴设备可以包括腕带和可穿戴设备主体，可穿戴设备主体包括壳体和设置在壳体内的电路板、电池等元器件。天线101可以设置在上述壳体内，或者天线101由壳体和/或电路板形成，天线101能够接收和发射多种频段的信号，例如包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、北斗卫星定位系统等的全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)的定位信号、蓝牙和无线通信信号等2.4G频段信号。

第一滤波器102屏蔽向定位信号处理电路103传输的信号中的干扰信号，从而输出过滤信号，即仅允许频率在定位信号频段内的信号经过，例如将2.4G频段的信号屏蔽。第一滤波器102包括的分立元件可以是电感、电容和电阻等中的至少一个，分立元件的数量及连接关系，可以根据第一滤波器102的滤波频段进行设计。需要注意的是，分立元件的数量越多，则第一滤波器102对干扰信号的屏蔽效果越好，但功耗及安装空间也相应增加，因此可以在保证屏蔽效果的前提下减少分立元件的数量。可选的，将所述第一滤波器102的低通截止频率设置为所述定位信号对应的频段内的频率，则频率高于定位信号对应的频段的信号被第一滤波器102屏蔽，无法传输至定位信号处理电路103。

定位信号处理电路103可以包括依次连接的低噪音放大器1031(例如GPS LNA)、第二滤波器1032(例如GPS Post-SAW)和定位芯片1033(例如GPS IC)，所述低噪音放大器与所述第一滤波器102的输出端连接。定位信号依次经过低噪声放大器1031、第二滤波器1032到达定位芯片1033，定位芯片1033对定位信号进行解调等处理后，利用处理结果进行定位，即确定可穿戴设备的位置。低噪声放大器1031(low noise amplifier，LNA)是噪声系数很低的放大器，由于定位信号较为微弱，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此采用低噪声放大器1031可以减小这种噪声，以提高定位信号的信噪比。第二滤波器1032能够针对定位信号的频段进行滤波，即仅允许频率在定位信号频段内的信号经过。

本公开实施例中的可穿戴设备，通过设置依次连接的天线101、第一滤波器102和定位信号处理电路103，能够使天线101接收到的定位信号传输至第一滤波器102，第一滤波器102通过对干扰信号的屏蔽实现对信号的过滤，以输出过滤信号至定位信号处理电路103，因此定位信号处理电路103能够通过处理过滤信号实现可穿戴设备的定位；由于第一滤波器102能够通过屏蔽干扰信号传输至定位信号处理电路103实现对信号的过滤，因此能够改善可穿戴设备的定位性能，另外第一滤波器102包括多个分立元件，因此对定位信号处理电路103造成的插损较小，对可穿戴设备内的安装空间占用较少，还能够减少可穿戴设备的功耗。

本公开的一些实施例中，所述多个分立元件包括至少一个陷波器和至少一个电感，所述至少一个陷波器和所述至少一个电感并联连接。陷波器能够消除某些无用信号以减小对有用信号的干扰，即能够消除定位信号之外的干扰信号，以避免干扰信号进入到定位信号处理电路103，影响定位精度。而并联的电感能够提高第一滤波器102对干扰信号的屏蔽效果。

在这些实施例中，所述陷波器可以包括串联连接的至少一个电感和至少一个电容。

在如图2所示的示例中，第一滤波器102包括相互并联的一个陷波器和一个3.3nH的电感，其中，陷波器包括串联连接的一个2.8nH的电感和一个1.5pf的电容，因此陷波器为针对2.4G频段信号的陷波器。

本公开的一些实施例中，所述可穿戴设备还包括设于所述天线101的输出端与所述第一滤波器102之间的双工器104，所述双工器104用于将所述天线101接收到定位信号传输至所述第一滤波器102，以使所述第一滤波器102输出所述过滤信号。

双工器104(Diplexer或Duplexer)能够可利用高通、低通或带通滤波器的分频功能，使得天线101可对两条信号路径进行使用，从而实现天线101对两种不同频率信号的接收和发送。例如天线101用于上述定位信号和2.4G频段信号的传输，则双工器104能够控制两条信号路径分别进入对应的电路，即定位信号进入定位信号处理电路103。

第一滤波器102可以连接于定位信号处理电路103与双工器104间的线路上。例如，当第一滤波器102包括至少一个陷波器和至少一个电感时，陷波器的一端可以与定位信号处理电路103和双工器104间的线路连接，陷波器的另一端可以接地；与所述陷波器并联的所述电感的一端与所述定位信号处理电路103和所述双工器104间的线路连接，与所述陷波支路并联的所述电感的另一端可以接地。当陷波器由串联连接的电感和电容时，电感远离电容的一端可以与定位信号处理电路103和双工器104间的线路连接，电容远离电感的一端可以接地。

本公开的一些实施例中，所述可穿戴设备还包括至少一个高频信号处理电路，所述高频信号处理电路与所述双工器104连接，用于与所述双工器104传输高频信号，以使所述双工器104与所述天线101传输所述高频信号。

其中，高频信号处理电路可以为蓝牙支路和/或无线通信支路等传输2.4G频段信号的电路。高频信号处理电路与双工器104的信号传输是双向的，即双工器104可以从天线101接收高频信号，并将该高频信号传输至高频信号处理电路，同时双工器104还可以从高频信号处理电路接收信号，并将该信号通过天线101发射出去。

高频信号处理电路可以包括匹配模块1051(matching)、第三滤波器1052(例如2.4G SAW)和高频芯片1053(例如BT/WIFI IC)，所述匹配模块1051与所述双工器104连接。当高频信号处理电路为蓝牙支路，则匹配模块1051为蓝牙匹配模块，高频芯片1053为蓝牙芯片；当高频信号处理电路为无线通信支路，则匹配模块1051为无限通信匹配模块，高频芯片1053为无限通信芯片。

由于双工器104在传输定位信号的同时，还需要传输高频信号，因此高频信号会传输至定位信号处理电路103，对定位信号处理电路103造成干扰，例如2.4G频段信号传输至定位信号处理电路103的低噪声放大器1031，会造成低噪声放大器1031的输入信号过高阻塞，进而影响低噪声放大器1031的性能，造成对定位信号的放大处理出现误差或错误，从而影响定位信号处理电路103的定位准确度。除了高频信号处理电路的高频信号会干扰定位信号处理电路103，外部的高频信号例如2.4G频段信号也会干扰定位信号处理电路103。

另外，外部的通信信号还会和上述高频信号发生叠加，形成混频信号，当混频信号的频率在定位信号对应的频段内时，则混频信号也会传输至定位信号处理电路103，对定位信号处理电路103造成干扰。例如2.4G频段信号和外场Band5产生的混频信号的频率在定位信号对应的频段内，2.4G频段信号和外场Band8产生的混频信号的频率在定位信号对应的频段内。

基于此，第一滤波器102可以用于屏蔽所述双工器104向所述定位信号处理电路103传输的信号中的所述高频信号，以输出所述过滤信号，还可以用于屏蔽所述双工器104向所述定位信号处理电路103传输的信号中的混频信号，以输出所述过滤信号，其中，所述混频信号为由所述高频信号和通信信号叠加形成的，且频率在所述定位信号对应的频段内的信号。

在如图2所示的实施例中，天线101能够接收定位信号，例如GPS信号，还能够接收或发射2.4G频段信号。双工器104同时连接定位信号处理电路103和高频信号处理电路，高频信号处理电路可以是蓝牙支路，也可以是无线通信支路，即高频信号处理电路的信号为2.4G频段信号。因此高频信号处理电路的2.4G频段信号会干扰定位信号处理电路103，造成低噪声放大器1031的输入信号过高阻塞，同时2.4G频段信号和外场的Band5产生的混频信号以及2.4G频段信号和外场的Band8产生的混频信号的频率落在定位信号的频段内，因此上述两种混频信号也会干扰定位信号处理电路103。由于向低噪声放大器1031输入2.4G频段信号的功率为-18dBm时，定位信号处理电路103回退0.5dB，因此低噪声放大器1031的屏蔽信号要求低于-18dB。而高频信号处理电路至双工器104的发射功率为0dBm，2.4G频段信号的隔离度为-13dB，因此需要在定位信号处理电路103与双工器104间增加抑制度大于等于5dB的滤波器，才能保证低噪声放大器1031的屏蔽要求。

本实施例中在定位信号处理电路103与双工器104间设置的第一滤波器102包括相互并联的一个陷波支路和一个3.3nH的电感，其中，陷波支路包括相互串联的一个2.8nH的电感和一个1.5pf的电容，电感远离电容的一端与定位信号处理电路103与双工器104间的线路连接，电容远离电感的一端接地。

本实施例中第一滤波器102对2.4G频段信号的抑制度如图3所示，从图3可以看出，2.4G低频(频率为2.400GHz)抑制度为-21.672dB，2.4G高频(频率为2.480GHz)抑制度为-29.549dB，而且整个2.4G频段区间内的抑制度范围为-21dB至-70dB。从上述抑制度数据可以看出，第一滤波器102能够满足定位信号处理电路103的抑制度要求，即能够屏蔽2.4G频段信号传输至定位信号处理电路103，即能够避免2.4G频段信号干扰定位信号处理电路103的定位准确度。

本实施例中第一滤波器102对Band5信号和Band8信号的抑制度如图4所示，从图4可以看出，第一滤波器102对Band5信号(频率为835.0MHz)的抑制度为-3.966dB，第一滤波器102对Band8信号(频率为900.0MHz)的抑制度为-3.421dB。从上述抑制度数据可以看出，第一滤波器102能够满足定位信号处理电路103的抑制度要求，即能够避免将混频信号传输至定位信号处理电路103，进而避免2.4G频段信号干扰定位信号处理电路103的定位准确度。

另外，本实施例中第一滤波器102对定位信号处理电路103造成的插损较小，本实施例中的定位信号处理电路103针对不同定位系统时，第一滤波器102造成的插损如图5所示，从图5可以看出，定位信号处理电路103针对北斗(BD)定位系统(频率为1.561GHz)时，第一滤波器102造成的插损为-0.103dB，定位信号处理电路103针对GPS或Galileo定位系统时，第一滤波器102造成的插损为-0.079dB，定位信号处理电路103针对Glonass定位系统(频率为1.602GHz)时，第一滤波器102造成的插损为-0.039dB。因此本实施例中的第一滤波器102对针对各种定位系统的定位信号处理电路103，均不会造成较大的插损，即不会影响定位信号处理电路103的定位准确度。

根据上述分析可以看出，本实施例中的第一滤波器102的具有插损较小，抑制度较高等优点。例如，相对于相关技术中在第一滤波器的位置设置带通滤波器(如GPS-re SAW)，本实施例的第一滤波器102能够降低成本、减少插损和增加安装的灵活性。具体的，从成本来看，100万件可穿戴设备，本实施例的第一滤波器102相较于上述带通滤波器能够节省约数万元的成本；从设计性能上看，本实施例的第一滤波器102对定位信号处理支路的插损很小，而上述带通滤波器会产生1dB左右的插损，载噪比CN值也将下降1dB，定位时间偏长，精度也会下降；从布局空间来看，上述带通滤波器的占用面比三个分立元件高，且走线不灵活，结构设计避让空间多，因此本申请实施例的分立元件组成的第一滤波器102能够节省更多空间。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：

天线，用于接收定位信号；

第一滤波器，与所述天线的输出端连接，包括多个分立元件；

定位信号处理电路，与所述第一滤波器的输出端连接，用于对所述第一滤波器输出的过滤信号进行处理。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述多个分立元件包括至少一个陷波器和至少一个电感，所述至少一个陷波器和所述至少一个电感并联连接。

3.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述陷波器包括串联连接的至少一个电感和至少一个电容。

4.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，所述陷波器为针对2.4G频段信号的陷波器；和/或，

所述陷波器包括串联连接的2.8nH的电感和1.5pf的电容。

5.根据权利要求2所述的可穿戴设备，其特征在于，与所述陷波器并联的电感为3.3nH的电感。

6.根据权利要求1至5任一项所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第一滤波器的低通截止频率为所述定位信号对应的频段内的频率。

7.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其特征在于，所述定位信号处理电路包括依次连接的低噪音放大器、第二滤波器和定位芯片，所述低噪音放大器与所述第一滤波器的输出端连接。

8.根据权利要求1或7所述的可穿戴设备，其特征在于，还包括设于所述天线的输出端与所述第一滤波器之间的双工器，所述双工器用于将所述天线接收到定位信号传输至所述第一滤波器，以使所述第一滤波器输出所述过滤信号。

9.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其特征在于，还包括至少一个高频信号处理电路，所述高频信号处理电路与所述双工器连接，用于与所述双工器传输高频信号，以使所述双工器与所述天线传输所述高频信号；

所述第一滤波器用于屏蔽所述双工器向所述定位信号处理支路传输的信号中的所述高频信号，以输出所述过滤信号。

10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其特征在于，所述高频信号处理电路包括蓝牙支路和/或无线通信支路。

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