[发明专利]一种智能可穿戴设备天线及其设计方法

说明书

本发明公开了一种智能可穿戴设备天线及其设计方法，该天线包括金属边框、基板、地板、若干电气连接组件，其中，金属边框为无断点边框；电气连接组件包括金属连接块、金属固定件、金属连接片，基板经金属固定件与金属连接块固定连接，金属连接片经金属固定件、金属连接块与金属边框电连接；金属连接片与地板之间间隔设置形成净空区，并且间隔之间设有用于调整天线模式的电气加载，电气加载的加载状态为天线的馈电点或元件加载点或开路点或短路点。本发明利用可穿戴设备金属边框和地板作为辐射体，保持了金属边框的完整性和整个可穿戴设备外观的美观，同时基于多样化的电气加载可以实现不同模式下单一方位或者多方位综合最佳的天线性能。

技术领域

本发明属于无线通信天线技术领域，尤其涉及一种智能可穿戴设备天线及其设计方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，智能可穿戴设备市场越来越吸引消费者的眼球，因为智能可穿戴设备比如智能手表外观非常时尚并且能实现许多传统机械可穿戴设备无法实现的功能，如收发邮件，GPS或北斗导航，实时监控心率等。

然而，智能可穿戴设备要实现无线通信的功能，其天线设计面临很大的挑战。首先，智能可穿戴设备内部空间比智能手机更加有限，在如此有限的空间里面设计需要覆盖多个频段的天线非常困难，传统的单极子天线，环形天线，IFA天线或PIFA天线将不再适用。其次，智能可穿戴设备外部的美观和完整性也非常重要，所以在手机中经常用到金属边框断点或者开缝来设计天线的方法也不再适用。再次，智能可穿戴设备厂商需要保证可穿戴设备佩戴在人手上时仍然能正常无线通信，而人手的损耗非常大，因此智能可穿戴设备天线很大一部分能量会被人手吸收，若不合理设计天线，其效率将非常低而导致无法正常通信。因此，如何提高智能可穿戴设备在人手上的辐射效率也是一个非常具有挑战性也非常重要的一个课题。

另一方面，智能可穿戴设备或者智能手环的许多用户是室外运动爱好者，为了保证跑步状态下智能可穿戴设备仍能和卫星进行通信以实现导航功能，GPS或者北斗天线方向图在用户跑步状态下智能可穿戴设备6点钟方向上，即朝天空的方向上，需要有比较大的增益。或者，当用户在走路手臂自然朝下的状态下智能可穿戴设备朝天空方向即9点钟方向天线需要有比较大的增益。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种智能可穿戴设备天线及其设计方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种智能可穿戴设备天线，包括：金属边框、基板、地板、若干电气连接组件，地板设于基板表面，其中，金属边框为无断点边框；

电气连接组件包括金属连接块、金属固定件、金属连接片，金属连接块固定于金属边框上，基板经金属固定件与金属连接块固定连接，金属连接片同地板设于基板同一表面，金属连接片经金属固定件、金属连接块与金属边框电连接；

金属连接片与地板之间间隔设置形成净空区，并且间隔之间设有用于调整天线模式的电气加载，电气加载的加载状态为天线的馈电点或元件加载点或开路点或短路点。

在其中一个实施例中，至少一个电气连接组件中的电气加载为连接匹配网络的馈电点。

在其中一个实施例中，馈电点基于电容耦合激励设于天线模式电流最弱的电气连接组件中，或者馈电点基于电感耦合激励设于天线模式电流最强的电气连接组件中。

在其中一个实施例中，馈电点包括电容、金属条、馈电端口，馈电端口与匹配网络电连接，地板依次经馈电端口、金属条、电容与金属连接片电连接，以实现电容耦合激励的结构。

在其中一个实施例中，馈电点包括金属条、馈电端口，馈电端口与匹配网络电连接，地板经馈电端口与金属条电连接，金属条与金属连接片间隔且开路设置，以实现电容耦合激励的结构。

在其中一个实施例中，至少两个电气连接组件中的电气加载为连接匹配网络的馈电点，其中，两个馈电点为差分馈电设置。