一種智能手表及其LTE天線設(shè)計(jì)方法與流程

本發(fā)明涉及智能手表技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種智能手表及其LTE天線設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

天線，即智能設(shè)備上用于接收信號(hào)的設(shè)備，如舊式手機(jī)有外凸式天線，新式手機(jī)多數(shù)已隱藏在機(jī)身內(nèi)。

無(wú)線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)功率，通過(guò)饋線（電纜）輸送到天線由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接下來(lái)（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過(guò)饋線送到無(wú)線電接收機(jī)?？梢?jiàn)，天線是發(fā)射和接收電磁波的一個(gè)重要的無(wú)線電設(shè)備，沒(méi)有天線也就沒(méi)有無(wú)線電通信。天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場(chǎng)合、不同要求等不同情況下使用，本發(fā)明根據(jù)實(shí)際需要采用LTE天線。

LTE（Long Term Evolution，通用移動(dòng)通信技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn))是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）組織制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)。

LTE系統(tǒng)引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多輸入多輸出）等關(guān)鍵技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率（20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開(kāi)銷后大概為150Mbps，但根據(jù)實(shí)際組網(wǎng)以及終端能力限制，一般認(rèn)為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps），并支持多種帶寬分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡(jiǎn)單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時(shí)延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本。LTE系統(tǒng)支持與其他3GPP系統(tǒng)互操作。根據(jù)雙工方式不同LTE系統(tǒng)分為FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，二者技術(shù)的主要區(qū)別在于空口的物理層上（像幀結(jié)構(gòu)、時(shí)分設(shè)計(jì)、同步等）。FDD系統(tǒng)空口上下行采用成對(duì)的頻段接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，而TDD系統(tǒng)上下行則使用相同的頻段在不同的時(shí)隙上傳輸，較FDD雙工方式，TDD有著較高的頻譜利用率。

目前市面上的智能手表天線實(shí)現(xiàn)形式大致可分為以下三種：

1. 采用板載PCB天線或貼片陶瓷天線，這種天線形式要求主板內(nèi)部有非常大的凈空區(qū)域，從而導(dǎo)致PCB板面積增大，手表尺寸隨之變得很大，另外此種天線技術(shù)只能運(yùn)用于簡(jiǎn)單的單頻WIFI藍(lán)牙，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的多頻段天線。

2. 采用FPC形式制作于表帶中，這種天線形式是將天線制作于表帶中，由于表帶與人體手臂直接接觸，人體對(duì)天線輻射能量吸收，對(duì)天線性能影響非常大，另外天線制作于表帶中表帶將不能拆卸和更換，而且表帶與表殼連接處需做的很厚，手表將會(huì)做的很笨重。

3. 采用LDS工藝鐳雕天線于殼體或殼體與表帶連接處，這種天線形式一是成本高，需要用鐳雕的基材做表殼，鐳雕工藝難度大，鐳雕于外觀面還需要進(jìn)行噴涂，二是沒(méi)辦法實(shí)現(xiàn)金屬外觀。

因此，針對(duì)上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種智能手表及其LTE天線設(shè)計(jì)方法，旨在通過(guò)直接將金屬邊框的一部分設(shè)計(jì)成天線，同樣能夠得到性能穩(wěn)定滿足運(yùn)營(yíng)商要求的中頻，而且不需要額外制作天線，能夠減小智能手表的厚度，大大降低了天線的成本，也給用戶帶來(lái)了方便。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

一種智能手表，包括智能手表主體以及與所述智能手表主體相連接的表帶，所述智能手表主體包括設(shè)置在所述智能手表主體四周的金屬邊框、設(shè)置在所述金屬邊框內(nèi)的PCB板、設(shè)置在所述PCB板上的芯片以及與所述PCB連接用于供電的電池，其中，所述金屬邊框的其中一區(qū)域設(shè)置為用于接收信號(hào)的天線。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，所述天線包括第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)，所述天線的長(zhǎng)度為第一接地點(diǎn)到第二接地點(diǎn)的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，所述天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，所述天線中間有一用于和PCB板進(jìn)行信號(hào)傳遞的主饋電點(diǎn)，所述主饋電點(diǎn)通過(guò)第三接地片和PCB板連接，通過(guò)所述主饋電點(diǎn)、第一接地點(diǎn)、第二接地點(diǎn)以及PCB板形成一個(gè)信號(hào)閉合回路。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，所述天線通過(guò)和PCB板形成縫隙進(jìn)而產(chǎn)生諧振，所述天線和PCB板通過(guò)耦合饋電的方式進(jìn)行電能量的傳導(dǎo)。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，所述天線和PCB板形成縫隙寬度，所述縫隙寬度為1.5mm。

優(yōu)選地，所述的智能手表，其中，通過(guò)所述天線和PCB板諧振產(chǎn)生的中頻帶寬為：1700-2100MHz。

一種智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，其中，包括以下步驟：

步驟A， 將智能手表金屬邊框的其中一區(qū)域設(shè)置為用于接收信號(hào)的天線，所述天線和PCB板形成縫隙寬度；

步驟B，將天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接；

步驟C，當(dāng)所述天線中間的主饋電點(diǎn)和PCB板進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)，所述天線和PCB板通過(guò)縫隙產(chǎn)生諧振得到滿足一定帶寬的中頻。

優(yōu)選地，所述的智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，其中，所述天線和PCB板形成縫隙寬度，所述縫隙寬度為1.5mm。

優(yōu)選地，所述的智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，其中，通過(guò)所述天線和PCB板諧振產(chǎn)生的中頻帶寬為：1700-2100MHz。

本發(fā)明公開(kāi)了一種智能手表及其LTE天線設(shè)計(jì)方法，所述智能手表包括智能手表主體以及與所述智能手表主體相連接的表帶，所述智能手表主體包括金屬邊框、PCB板、芯片、電池以及將所述金屬邊框的預(yù)定部分設(shè)計(jì)為用于接收信號(hào)的天線；所述天線和PCB板形成縫隙寬度；將天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接；當(dāng)所述天線中間的主饋電點(diǎn)和PCB板進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)，所述天線和PCB板通過(guò)縫隙產(chǎn)生諧振得到滿足一定帶寬的中頻。本發(fā)明通過(guò)直接將金屬邊框的一部分設(shè)計(jì)成天線，同樣能夠得到性能穩(wěn)定滿足運(yùn)營(yíng)商要求的中頻，而且不需要額外制作天線，能夠減小智能手表的厚度，大大降低了天線的成本，也給用戶帶來(lái)了方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于LTE天線設(shè)計(jì)方法的智能手表的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是本發(fā)明智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法的較佳實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明基于LTE天線設(shè)計(jì)方法的智能手表的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供基于LTE天線設(shè)計(jì)方法的一種智能手表，所述智能手表的智能手表主體10以及與所述智能手表主體相連接的表帶（圖中未示出），所述智能手表主體10包括設(shè)置在所述智能手表主體10四周的金屬邊框1、設(shè)置在所述金屬邊框1內(nèi)的PCB板2（金屬邊框和PCB板之間有一定的縫隙）、設(shè)置在所述PCB板2上的芯片以及與所述PCB連接用于供電的電池（芯片和電池設(shè)置在PCB板上，圖中未示出），其中，所述金屬邊框1的其中一區(qū)域設(shè)置為用于接收信號(hào)的天線3，天線3即金屬邊框1的一部分當(dāng)作是天線，如圖1中第一接地點(diǎn)4（GND1）到第二接地點(diǎn)5（GND2）之間的長(zhǎng)度（形象的說(shuō)即圖示中金屬邊框1上黑色加粗的部分），從而無(wú)需另外在智能手表中安裝天線，天線和金屬邊框?yàn)橐惑w化設(shè)計(jì)，既達(dá)到了節(jié)省成本也能帶來(lái)更穩(wěn)定性能的目的。

所述天線3包括第一接地點(diǎn)4和第二接地點(diǎn)5，所述天線3的長(zhǎng)度為第一接地點(diǎn)4到第二接地點(diǎn)5的長(zhǎng)度，所述天線3的長(zhǎng)度和中頻的帶寬相關(guān)聯(lián)，也就是說(shuō)，所述天線3不是隨機(jī)任意設(shè)置的，而是根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證后得出的長(zhǎng)度。

所述天線3的第一接地點(diǎn)4（GND1）和第二接地點(diǎn)5（GND2）分別通過(guò)第一接地片6和第二接地片7與PCB板的地進(jìn)行連接。

所述天線3中間有一用于和PCB板2進(jìn)行信號(hào)傳遞的主饋電點(diǎn)9（ANT feed），所述主饋電點(diǎn)9通過(guò)第三接地片8和PCB板2連接，通過(guò)所述主饋電點(diǎn)9、第一接地點(diǎn)4、第二接地點(diǎn)5以及PCB板2形成一個(gè)信號(hào)閉合回路，所述閉合回路即圖1中第一接地點(diǎn)4到主饋電點(diǎn)9，再到第二接地點(diǎn)5然后通過(guò)PCB板2形成的回路。

所述天線3通過(guò)和PCB板2形成縫隙（如圖1中天線3和PCB板2形成的縫隙X）進(jìn)而產(chǎn)生諧振，所述天線3和PCB板2通過(guò)耦合饋電的方式進(jìn)行電能量的傳導(dǎo)。

諧振即物理的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，物體的加速度在跟偏離平衡位置的位移成正比，且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，其動(dòng)力學(xué)方程式是F=-kx，諧振的現(xiàn)象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率表轉(zhuǎn)動(dòng)變化快，但是和短路的區(qū)別是不會(huì)出現(xiàn)零序量。

例如收音機(jī)利用的就是諧振現(xiàn)象，轉(zhuǎn)動(dòng)收音機(jī)的旋鈕時(shí)，就是在變動(dòng)里邊的電路的固有頻率。忽然在某一點(diǎn)，電路的頻率和空氣中原來(lái)不可見(jiàn)的電磁波的頻率相等起來(lái)，于是，它們發(fā)生了諧振。遠(yuǎn)方的聲音從收音機(jī)中傳出來(lái)，這聲音是諧振的產(chǎn)物。

諧振電路由電感L和電容C組成的，可以在一個(gè)或若干個(gè)頻率上發(fā)生諧振現(xiàn)象的電路，統(tǒng)稱為諧振電路。在電子和無(wú)線電工程中，經(jīng)常要從許多電信號(hào)中選取出我們所需要的電信號(hào)，而同時(shí)把我們不需要的電信號(hào)加以抑制或?yàn)V除，為此就需要有一個(gè)選擇電路，即諧振電路。

耦合饋電（coupling feed）是指在通信等領(lǐng)域內(nèi)的不接觸但有一定的小的距離的兩個(gè)電路元件或電路網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)耦合的方式進(jìn)行電能量的傳導(dǎo)，使得其中的一個(gè)元件不與電能量傳導(dǎo)系統(tǒng)有直接接觸的情況下獲得能量。

本發(fā)明的基本原理就是采用耦合饋電，利用匹配和接地片將金屬邊框與PCB板之間的縫隙形成縫隙，產(chǎn)生相應(yīng)的諧振。

如圖1所示，所述天線3和PCB板2形成縫隙寬度X，所述縫隙寬度優(yōu)選為X=1.5mm，縫隙寬度X影響整個(gè)諧振，這主要是因?yàn)榭p隙寬度影響了每段縫隙的大小，從而對(duì)所有諧振都有影響。

通過(guò)所述天線3和PCB板2諧振產(chǎn)生的中頻帶寬為：1700-2100MHz。中頻主要由縫隙產(chǎn)生，通過(guò)兩個(gè)接地的位置與下地匹配的選擇，可以優(yōu)化中頻諧振的深淺與頻偏。

采用此種天線調(diào)試方法在中頻段人手狀態(tài)下LTE TRP能達(dá)到11~12dBm，WCDMA TRP能達(dá)到13dBm，人手狀態(tài)下LTE 中頻TIS -83dBm以上，WCDMA頻段-90dBm以上，基本上已經(jīng)滿足了運(yùn)營(yíng)商要求。

請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法的較佳實(shí)施例的流程圖。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟S100，將智能手表金屬邊框的其中一區(qū)域設(shè)置為用于接收信號(hào)的天線，所述天線和PCB板形成縫隙寬度。

步驟S200，將天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接。

步驟S300，當(dāng)所述天線中間的主饋電點(diǎn)和PCB板進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)，所述天線和PCB板通過(guò)縫隙產(chǎn)生諧振得到滿足一定帶寬的中頻。

本發(fā)明中，通過(guò)將金屬邊框的一部分制成天線，將天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接，利用天線和PCB板形成縫隙寬度來(lái)產(chǎn)生諧振，從而得到滿足一定帶寬的中頻，既節(jié)約了智能手表的制作成本，也使得信號(hào)接收更加穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，所述的智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，其中，所述天線和PCB板形成縫隙寬度，所述縫隙寬度為1.5mm。

進(jìn)一步地，所述的智能手表的LTE天線設(shè)計(jì)方法，其中，通過(guò)所述天線和PCB板諧振產(chǎn)生的中頻帶寬為：1700-2100MHz。

有益效果：本發(fā)明帶來(lái)了如下的好處，

1. 本發(fā)明已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品中，性能穩(wěn)定，部分頻段已經(jīng)能滿足運(yùn)營(yíng)商要求。

2. 利用金屬邊框做成天線的一部分，不需要額外的天線出貨費(fèi)用，大大降低天線成本。

3.利用金屬邊框做成天線的一部分，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)智能手表一樣靚麗的外觀，同時(shí)具備通話功能，符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求。

綜上所述，本發(fā)明公開(kāi)了一種智能手表及其LTE天線設(shè)計(jì)方法，所述智能手表包括智能手表主體以及與所述智能手表主體相連接的表帶，所述智能手表主體包括金屬邊框、PCB板、芯片、電池以及將所述金屬邊框的預(yù)定部分設(shè)計(jì)為用于接收信號(hào)的天線；所述天線和PCB板形成縫隙寬度；將天線的第一接地點(diǎn)和第二接地點(diǎn)分別通過(guò)第一接地片和第二接地片與PCB板的地進(jìn)行連接；當(dāng)所述天線中間的主饋電點(diǎn)和PCB板進(jìn)行信號(hào)傳遞時(shí)，所述天線和PCB板通過(guò)縫隙產(chǎn)生諧振得到滿足一定帶寬的中頻。本發(fā)明通過(guò)直接將金屬邊框的一部分設(shè)計(jì)成天線，同樣能夠得到性能穩(wěn)定滿足運(yùn)營(yíng)商要求的中頻，而且不需要額外制作天線，能夠減小智能手表的厚度，大大降低了天線的成本，也給用戶帶來(lái)了方便。

當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)硬件（如處理器，控制器等）來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)可包括如上述各方法實(shí)施例的流程。其中所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為存儲(chǔ)器、磁碟、光盤(pán)等。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。