可穿戴设备的天线系统和可穿戴设备的制作方法

1.本技术涉及天线技术领域，特别是涉及一种可穿戴设备的天线系统和可穿戴设备。


背景技术：

2.随着通信的发展，越来越多的可穿戴设备配置有天线，可以通过天线接入网络，如智能手表将5g天线配置在表带上，但由于智能手表的空间有限，且智能手表在日常穿戴时，表带会发生弯曲导致天线区域的分布在结构上会有所变动，进而影响天线信号稳定性和强度，而通常的天线系统不能适应智能手表佩戴内环境变化。
3.因此，如何设计一种适应变化的环境的需求的天线，是目前有待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，本实用新型提供一种可穿戴设备的天线系统和可穿戴设备，可使天线环境更好的适应变化的环境需求。
5.根据本实用新型实施例的一种可穿戴设备的天线系统，所述天线系统设置在所述可穿戴设备上，所述天线系统包括：天线单元阵列，所述天线单元阵列包括至少一个天线单元，所述天线单元包括基片和设置在所述基片上的辐射体，其中，所述辐射体设有馈电端口，所述辐射体包括由缝隙间隔开的第一辐射体和第二辐射体；至少一个单向导通组件，所述单向导通组件的一端与所述第一辐射体相连，所述单向导通组件的另一端与所述第二辐射体相连，其中，所述单向导通组件根据所述馈电端口的供电情况导通或关断，以改变所述天线单元的谐振频点。
6.在一些实施例中，所述单向导通组件为多个。
7.具体地，所述第一辐射体上临近所述缝隙的第一边缘上设有多个第一连接点，所述第二辐射体上临近所述缝隙的第二边缘上设有与所述多个第一连接点一一对应的多个第二连接点，其中，任一个相对应的第一连接点和第二连接点与一个所述单向导通组件相连。
8.进一步地，所述单向导通组件包括开关管，所述开关管的一端与所述第一辐射体和第二辐射体中的一个相连，所述开关管的另一端与所述第一辐射体和第二辐射体中的另一个相连。
9.在一些实施例中，所述开关管为二极管。
10.具体地，所述第一辐射体围绕在所述第二辐射体的外周设置。
11.进一步地，所述馈电端口设置在所述第二辐射体的中心。
12.在一些实施例中，所述天线单元阵列包括彼此间隔开设置的多个天线单元。
13.可穿戴设备的天线系统在实际使用中，天线部分会产生歪曲，整个天线区域的分布在结构会有所变动，进而天线环境会存在变化，利用单向导通组件，可以改变辐射体的形状，进而改变谐振点的位置，可以使天线单元阵列更好的适应变化的环境的需求。
14.本实用新型还旨在提出一种可穿戴设备。
15.根据本实用新型实施例的可穿戴设备，所述可穿戴设备上设置有根上述可穿戴设备的天线系统。
16.具体地，所述可穿戴设备为智能手表或者智能手环。
17.利用此天线系统的可穿戴设备，解决了如智能手表的可穿戴设备，当表带戴在手腕上时产生的弯曲影响天线系统的结构，进而影响天线环境的问题。通过改变谐振点，可以使天线单元阵列更好的适应变化的环境的需求。
附图说明
18.图1是一个实施例的可穿戴设备的结构图。
19.图2是一个实施例中天线单元的结构图。
20.图3是一个实施例天线单元的反射系数
21.图4是一个实施例谐振点调整后的反射系数。
22.图5是一种rlc电路模型。
23.图6是一种二极管等效电路模型。
24.附图标记：
25.可穿戴设备1、
26.天线单元2、天线单元阵列20、
27.单向导通组件3、
28.第一辐射体4、第二辐射体5、辐射体40、
29.缝隙6、
30.基片7。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，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。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的可穿戴设备1的天线系统。
35.再给一个实施例中，参阅图1和图2，本实用新型实施例的一种可穿戴设备1的天线系统，所述天线系统设置在所述可穿戴设备1上，所述天线系统包括：
36.天线单元阵列20，所述天线单元阵列20包括至少一个天线单元2，所述天线单元2包括基片7和设置在所述基片7上的辐射体40，其中，所述辐射体40设有馈电端口，所述辐射体40包括由缝隙6间隔开的第一辐射体4和第二辐射体5；
37.至少一个单向导通组件3，所述单向导通组件3的一端与所述第一辐射体4相连，所述单向导通组件3的另一端与所述第二辐射体5相连，其中，所述单向导通组件3根据所述馈电端口的供电情况导通或关断，以改变所述天线单元2的谐振频点。
38.这里，天线单元阵列20是一组用于接收信号的装置，天线单元2最少可以设置一个，设置多个天线单元2可以保证单一天线单元2受到遮挡的时候其他天线单元2继续工作，保证接收信号的强度和稳定性。
39.天线单元2内部设置有基片7和辐射体40，基片7常用的材料有聚四氟乙烯和fr-4玻纤板，不同材质的基板有不同的介电常数，基板材料的使用再此不做限定。本技术实施例中以rogers rt/duroid 5880此款基板进行举例，此基版介电系数为2.2。由于可穿戴设备1需要紧贴皮肤不透气，在使用过程中紧靠皮肤的局部会形成高湿度的环境，本技术实施例中选择的基板型号吸湿率较低，在可穿戴设备1的环境条件的使用下，可以保证正常的工作状态。并且此基板介电系数极低，适用于高频、宽频应用场景。
40.基板上还需设置有辐射体40，辐射体40的材料再此不做限定，可以选择金属材质，再此优选的材料为铜，辐射体40的形状为圆心相同的圆形和圆环，形成第一辐射体4和第二辐射体5，两个辐射体40之间还存在一条不限制宽度的缝隙6。
41.两个辐射体40之间由单向导通组件3连接进行导电，单向导通组件3的数量和连接方向再此不做限定，但单向导通组件3的数量最少为一个，通过馈电端口的供电情况控制单向导通组件3的导通和关断，改变天线单元2的谐振频点，进而调整相应频率的反射系数。在本技术的一个实施例中，馈电接口设置在第二辐射体5，单向导通组件3与第二辐射5连接处为阳极，通过馈电端口向单向导通组件3加正向电压，此时第二辐射体5的电压高于第一辐射体4，单向导通组件3导通；通过馈电端口向单导通组件3加反向电压，此时第二辐射体5的电压低于第一辐射体4，单向导通组件3关断；单导通组件3不加电时也处于关断状态。
42.具体工作时，经检测过后谐振频点并未发生变化，则辐射体40并未发生弯折的情况，此时不需要改变天线单元阵列20的谐振频点，即无需改变辐射体40整体的形状，向单向导通组件3输出反向电压或者不加电，这时单向导通组件3处于关断状态。若经检测过后谐振频点发生变化，则说明辐射体40发生弯折，需要导通单向导通组件3改变辐射体40整体形状，根据预先试验得出的谐振频点改变与单向导通组件3的对应关系，对一定数量的单向导通组件3进行导通，即向单向导通组件3输出正向电压，从而改变天线单元40的谐振频点提升信号的强度和稳定性。
43.在本技术的其他方案中，连接第一辐射体4和第二辐射体5之间的装置为单向导通管，单向导通管优选的设备为二极管。
44.可穿戴设备1在实际使用中，天线系统部分会产生弯曲，整个天线区域的分布在结构会有所变动，进而天线环境会存在变化，利用单向导通组件3，可以改变辐射体40的形状，进而改变谐振频点，可以使天线单元阵列20更好的适应变化的环境的需求。
45.在一些实施例中，所述单向导通组件3为多个。
46.在一些方案中，多个单向导通组件3可单向导通，通过导通的单向导通的数量改变辐射。当单向导通管设置为多个时，通过多种单向导通管关闭和导通的组合，改变可穿戴设备1天线系统的谐振频点位置，以满足设备的信号强度和稳定性。
47.在本技术的实施例中，如图3和图4所示，以2个单向导通管进行举例，当单向导通管不通电时谐振点为28.67ghz；当第一单向导通管加正向电压导通时，谐振点从28.67ghz调整到28.11ghz位置；当第一单向导通组件3和第二单向导通组件3同时加正向电压导通时，谐振点从28.67ghz调整到30ghz位置。
48.具体地，所述第一辐射体4上临近所述缝隙6的第一边缘上设有多个第一连接点，所述第二辐射体5上临近所述缝隙6的第二边缘上设有与所述多个第一连接点一一对应的多个第二连接点，其中，任一个相对应的第一连接点和第二连接点与一个所述单向导通组件3相连。
49.在一些方案中，连接点用于连接单向导通组件3的两端，第一辐射体4临近缝隙6的边缘设置有第一连接点，用于连接单向导通组件3，第二辐射体5的临近缝隙6边缘的一端同样设置有第二连接点，用于连接单向导通管的另一端。第一连接点与第二连接点的数量相对应，以便用于单向导通管的连接。第一连接点和第二连接点可以设置在临近缝隙6边缘的对应辐射体40的任意位置。单向导通管与第一连接点和第二连接点连接后，可以放置在第一辐射体4和第二辐射体5之间缝隙6内，也可以放置在基片7上。
50.在本技术的实施例中，单向导通管的数量为两个，需对应设置两个第一连接点和两个第二连接点，第一连接点可以和任意第二连接点进行连接。
51.通过个连接点的设置，可以连接多个单向导通组件3，且不限制第一连接点与第二连接点的对应关系，易于单向导通组件3连接时的线路布置。
52.进一步地，所述单向导通组件3包括开关管，所述开关管的一端与所述第一辐射体4和第二辐射体5中的一个相连，所述开关管的另一端与所述第一辐射体4和第二辐射体5中的另一个相连。
53.在一些方案中，单向导通组件3为开关管，开关管在电路里面起到开关的作用，用于导通或断开第一辐射体4和第二辐射体5，进而改变辐射区域的形状来调整谐振点的位置。开关管的一端与第一连接点连接，开关管的另一端和第二连接点连接。此方案不限制开关管的引脚和辐射体40连接方向，易于连接。
54.在一些实施例中，所述开关管为二极管。
55.在本技术的实施例中，开关管的选择是二极管，二极管是用半导体材料制成的一种电子器件，具有单向导电性能，即给二极管阳极和阴极加上正向电压时，二极管导通。当给阳极和阴极加上反向电压时，二极管截止。因此，二极管的导通和截止，则相当于开关的接通与断开。
56.进一步的，二极管的阴极可以连接在第一连接点，也可以连接在第二连接点，在应用过程中，改变第一辐射体4和第二辐射体5加电的方向即可。
57.在本技术的其他实施例中，如图5所示，导通二极管等效成rlc电路，rlc电路是一种由电阻r、电感l、电容c组成的电路结构。rlc电路的组成结构一般有两种：串联型，并联型。作用有电子谐波振荡器、带通或带阻滤波器。
58.进一步的，本技术的其他实施例中，如图6所示，导通二极管等效成电感电阻电路。电阻的取值需对应二极管等效后的电阻值；电容可使天线单元2谐振点偏移；通过优化相关天线参数，可以使谐振点偏向实际所需要的位置，从而更好的适应多变的天线环境。
59.二极管结构简单故障率低，可以满足天线系统的稳定运行。
60.具体地，所述第一辐射体4围绕在所述第二辐射体5的外周设置。
61.在本技术的实施例中，辐射体40的形状设置为圆形，第一辐射体4为圆环设置在第二辐射体5的外围，圆环外直径为1.97mm，环宽为0.67mm，第二辐射体5为半径为1.22mm的圆形。同时第一辐射体4和第二辐射体5之间存在一条缝隙6，缝隙6的宽度为0.08mm。根据可穿戴设备1表带的宽度对第一辐射体4和第二辐射体5大小和形状以及缝隙6的宽度可以适当进行调节。
62.第一辐射体4和第二辐射体5分离设置并设置间隙，可以利用单向导通组件3的连接与断开改变辐射区的缝隙6形状来调整谐振点。
63.进一步地，所述馈电端口设置在所述第二辐射体5的中心。
64.馈电是指供给电能、供电。馈电口为第二辐射体5进行供电。在不同的实施例中，馈电口的位置可以适当的进行调节，如设置在第一辐射体4的任意位置，或设置在第二辐射体5的任意位置。馈电口的位置需根据单向导通组件3的方向对应，即当馈电口供电时，单向导通管导通。当馈电口设置在第二辐射体5的中心时，馈电线路易于布置。
65.在一些实施例中，所述天线单元阵列20包括彼此间隔开设置的多个天线单元2。
66.天线单元阵列20需设置多个天线单元2，防止其中某一个天线单元2受到遮挡，增强了信号强度和稳定性。在本实施例中可穿戴设备1的表带由八个天线单元2组成天线单元阵列20，天线单元2均匀的分布在两侧的表带上，整体组成8x8天线单元阵列20。
67.根据本实用新型实施例的可穿戴设备1，所述可穿戴设备1上设置有上述可穿戴设备1的天线系统。包括：天线单元阵列20，所述天线单元阵列20包括至少一个天线单元2，所述天线单元2包括基片7和设置在所述基片7上的辐射体40，其中，所述辐射体40设有馈电端口，所述辐射体40包括由缝隙6间隔开的第一辐射体4和第二辐射体5；至少一个单向导通组件3，所述单向导通组件3的一端与所述第一辐射体4相连，所述单向导通组件3的另一端与所述第二辐射体5相连，以通过所述单向导通组件3的导通和关断改变所述天线单元2的谐振频点。
68.具体地，所述可穿戴设备1为智能手表或者智能手环。
69.利用此天线系统的可穿戴设备1，如智能手表或智能手环等，解决了当表带戴在手腕上时产生的弯曲影响天线系统的结构，进而影响天线环境的问题。通过改变谐振点，可以使天线单元阵列20更好的适应变化的环境的需求。
70.另外，根据本实用新型实施例的可穿戴设备1的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，此处不做赘述。
71.本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其他技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
72.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
73.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”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
74.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
75.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。