CN107425292A - 天线及可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及可穿戴设备，该天线包括用作天线地的电路板、金属环、接地臂和馈电短路臂；金属环相对于电路板悬浮设置；金属环、接地臂和馈电短路臂彼此间隔设置，且接地臂位于金属环和馈电短路臂之间；电路板上有第一接地点、第二接地点和馈电点；第一接地点与接地臂连接，第二接地点和馈电点均与馈电短路臂连接；金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂两两耦合，在金属环上形成环形电流，使得所述天线实现圆极化特性。该天线中的金属环、接地臂和馈电短路臂的布置相对比较灵活，可以适用于内部空间较小的设备。

Description

天线及可穿戴设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线及可穿戴设备。

背景技术

极化损耗是影响系统收发信号能力的重要因素。常见的卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗，多使用右旋圆极化(RHCP)天线作为发射天线。在导航系统中，若作为接收端的电子设备同时采用右旋圆极化天线作为接收天线，那么极化损耗的影响将会消除，接收效果大大提升。传统的圆极化天线，比如陶瓷贴片天线、螺旋天线体积都较大，因此很难将其嵌入到狭小的电子设备的内部。所以目前市面上的电子设备(例如手机、可穿戴设备等)基本都采用线极化天线。因此，这些电子设备接收卫星导航信号的能力被削弱了。

发明内容

本发明提供了一种天线，该天线具有圆极化特性，且适用于内部空间较小的电子设备。本发明还提供了一种包括应用所述天线的可穿戴设备。

本发明的第一方面提供了一种天线，其包括用作天线地的电路板、金属环、接地臂和馈电短路臂；所述金属环相对于所述电路板悬浮设置；所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂彼此间隔设置，且所述接地臂位于所述金属环和所述馈电短路臂之间；所述电路板上具有第一接地点、第二接地点和馈电点；所述第一接地点与接地臂连接、所述第二接地点和所述馈电点均与所述馈电短路臂连接；所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂两两耦合，在所述金属环上形成环形电流，使得所述天线实现圆极化特性。

优选地，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂均位于与所述电路板平行的同一平面内。优选地，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂沿着所述金属环指向所述电路板的方向依次间隔排布。

优选地，所述金属环为圆环，所述接地臂和所述馈电短路臂均为圆弧形臂，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂所在的圆的圆心位于所述电路板的同一法线上。

优选地，所述接地臂与所述馈电短路臂在所述金属环的径向的距离为0.4～0.8mm，所述接地臂与所述金属环在所述金属环的径向的距离为0.6～1.2mm。

优选地，所述接地臂在自身的周向上的长度大于等于所述馈电短路臂在自身的周向上的长度。

优选地，所述第一接地点连接至所述接地臂的端部，所述第二接地点和所述馈电点均连接至所述馈电短路臂上靠近所述第一接地点的端部。

优选地，所述天线覆盖的频段范围为1550～1650MHZ。

本发明的第二方面提供了一种可穿戴设备，其包括上述任一项所述的天线。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本发明所提供的天线，通过金属环、接地臂和馈电短路臂两两耦合，在金属环上形成环形电流，进而能够实现圆极化特性。并且该天线中的金属环、接地臂和馈电短路臂的布置相对比较灵活，因此可以根据使用该天线的设备的具体结构进行设计，使得该天线适用于内部空间较小的设备。由此可知，该天线可以适用于内部空间较小的设备，同时还可以接收圆极化无线电波，使得系统的收发性能提升。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种天线的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的天线的结构示意图；

图3为图2所示天线的爆炸图；

图4为本发明实施例提供的天线的回波损耗图；

图5为本发明实施例提供的天线的右旋增益(RHCP)、左旋增益(LHCP)、轴比(AR)图。

附图标记：

11-电路板；

12-金属环；

13-接地臂；

130-第一接地点；

14-馈电短路臂；

140-第二接地点；

141-馈电点。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1-3所示，本发明实施例提供了一种天线，其包括用作天线地的电路板11、金属环12、接地臂13和馈电短路臂14。金属环12相对于电路板11悬浮设置；金属环12、接地臂13和馈电短路臂14彼此间隔设置，且接地臂13位于金属环12和馈电短路臂14之间；电路板11上具有第一接地点130、第二接地点140和馈电点141；第一接地点130连接至接地臂13，第二接地点140和馈电点141均与馈电短路臂14连接；金属环12、接地臂13和馈电短路臂14两两耦合，在金属环12上形成环形电流，使得天线实现圆极化特性。

金属环12是由金属材质制成的首尾封闭的结构，其具体形状可以根据天线所应用的电子设备的外观而确定。例如，天线应用于手表时，由于手表的表盘可以设计成方形、圆形、椭圆形等等，因此对应将金属环12也设计成方形环、圆环、椭圆形环等等，以此保证电子设备的外观质量。金属环12相对于电路板11悬浮设置并且两者不直接连接。天线中的金属环12、接地臂13和馈电短路臂14的结构和布置相对比较灵活，因此可以根据使用该天线的设备的具体结构进行设计，使得该天线适用于内部空间较小的设备。

一种实施例中，如图1所示，可以将金属环12、接地臂13和馈电短路臂14均设置于与电路板平行的同一平面内。也就是说，金属环12、接地臂13和馈电短路臂14均可设置为平板结构，同时，三者处于同一平面内。

另一种实施例中，如图2和图3所示，金属环12、接地臂13和馈电短路臂14沿着金属环12指向电路板11的方向依次间隔排布。也就是说，金属环12、接地臂13和馈电短路臂14与电路板11之间的距离各不相同，该距离指电路板11的法线方向上的距离。此种结构在满足天线性能要求的前提下，可以更加充分地利用电路板11与金属环12之间的空间，进而为电子设备中的其他元器件提供更大的设计空间，提高整个天线的结构设计的灵活性。

需要说明的是，上述两种实施例，可以根据天线的具体应用场景、天线的性能要求、成本要求等因素灵活选择，本发明对此不作限制。

前文提到，金属环12可以为圆环。当金属环12为圆环时，接地臂13和馈电短路臂14均为圆弧形臂。此时，金属环12、接地臂13和馈电短路臂14所在的圆的圆心位于电路板的同一法线上。此时，金属环12、接地臂13和馈电短路臂14可以位于同一个平面，也可以沿指向电路板11的方向依次间隔排布。

当金属环12、接地臂13和馈电短路臂14所在的圆的圆心位于电路板的同一法线上时，三者之间间隔的距离值采用多种选择，并对这些选择下的天线性能进行检测及分析，可以得到如下设置形式：接地臂13与馈电短路臂14在金属环12的径向上的距离为0.4～0.8mm，接地臂13与金属环12在金属环12的径向上的距离为0.6～1.2mm。采用此种设置方式时，天线的性能更优。

当接地臂13在自身的周向上的长度大于等于馈电短路臂14在自身的周向上的长度时，天线的性能会有所提升。

前文中提到，电路板11上具有第一接地点130、第二接地点140和馈电点141，此第一接地点130连接至接地臂13，第二接地点140和馈电点141均连接至馈电短路臂14。第一接地点130连接至接地臂13上的位置可以灵活设置，例如可以连接至接地臂13的中部位置，也可以连接至接地臂13的端部。同理地，第二接地点140和馈电点141可以连接至馈电短路臂14的中部，也可以设置于馈电短路臂14的端部。

为了进一步提升天线的性能，可以将第一接地点130连接至接地臂13的端部，同时将第二接地点140和馈电点141均连接至馈电短路臂14的端部。此时，接地臂13的两端分别为第一端和第二端，馈电短路臂14的两端分别为第三端和第四端，第三端比第四端更靠近第一端，第四端比第三端更靠近第二端。第一接地点130可以连接至接地臂13的第一端，此时，第二接地点140和馈电点141均优选连接至馈电短路臂14的第三端，也就是说，第二接地点140和馈电点141均连接至馈电短路臂14上靠近第一接地点130的一端，以此提升天线的辐射性能。当然，第一接地点130也可以连接至接地臂13的第二端，同时第二接地点140和馈电点141均连接至馈电短路臂14的第四端。

采用上述各实施例中的一者，或者多者组合后的实施方式，可以使本发明实施例提供的天线覆盖1550～1650MHZ的频段范围，使得天线的辐射性能更加优越。

图4示出了本发明实施例提供的天线的回波损耗图，图5示出了本发明实施例提供的天线的右旋增益(RHCP)、左旋增益(LHCP)、轴比(AR)图。根据图4和图5可知，本发明实施例提供的天线具有较优良的性能。

基于上述结构，本发明实施例还提供一种可穿戴设备，其可以是手表等电子设备，该可穿戴设备包括上述任一实施例所描述的天线。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种天线，其特征在于，包括用作天线地的电路板、金属环、接地臂和馈电短路臂；所述金属环相对于所述电路板悬浮设置；所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂彼此间隔设置，且所述接地臂位于所述金属环和所述馈电短路臂之间；所述电路板上设有第一接地点、第二接地点和馈电点；所述第一接地点与所述接地臂连接，所述第二接地点和所述馈电点均与所述馈电短路臂连接；所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂两两耦合，在所述金属环上形成环形电流，使得所述天线实现圆极化特性。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂均位于与所述电路板平行的同一平面内。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂沿着所述金属环指向所述电路板的方向依次间隔排布。

4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述金属环为圆环，所述接地臂和所述馈电短路臂均为圆弧形臂，所述金属环、所述接地臂和所述馈电短路臂所在的圆的圆心位于所述电路板的同一法线上。

5.根据权利要求4所述的天线，其特征在于，所述接地臂与所述馈电短路臂在所述金属环的径向上的距离为0.4～0.8mm，所述接地臂与所述金属环在所述金属环的径向上的距离为0.6～1.2mm。

6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述接地臂在自身的周向上的长度大于等于所述馈电短路臂在自身的周向上长度。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一接地点连接至所述接地臂的端部，所述第二接地点和所述馈电点均连接至所述馈电短路臂上靠近所述第一接地点的端部。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的天线，其特征在于，所述天线覆盖的频段范围为1550～1650MHZ。

9.一种可穿戴设备，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的天线。