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CN108448240A - 一种带寄生单元的lte天线及智能手表 - Google Patents

一种带寄生单元的lte天线及智能手表 Download PDF

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CN108448240A CN201810175991.5A CN201810175991A CN108448240A CN 108448240 A CN108448240 A CN 108448240A CN 201810175991 A CN201810175991 A CN 201810175991A CN 108448240 A CN108448240 A CN 108448240A
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Abstract

本发明公开了一种带寄生单元的LTE天线及智能手表，所述的带寄生单元的LTE天线，应用于智能穿戴设备，包括：第一辐射单元；第二辐射单元；第三辐射单元；寄生单元，所述寄生单元与第三辐射单元耦合。本发明中的带寄生单元的LTE天线对天线的样式布局进行了新的设计，并通过寄生单元耦合，使其满足了频率低频824～960Mhz,高频1710～2690Mhz 4G全网通天线频段性能需求；其设计适用于智能穿戴设备中，尽量在减少天线布局的情况之下，满足了4G的通讯需求，有效的利用了智能穿戴设备中狭小的空间，具有很强的实用性和市场推广价值。

Description

一种带寄生单元的LTE天线及智能手表
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种带寄生单元的LTE天线及智能手表。
背景技术
智能穿戴设备是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、眼镜、服饰等。通过这些智能穿戴设备，人可以更好的感知外部与自身的信息，能够在计算机、网络甚至其它人的辅助下更为高效率的处理信息，能够实现更为无缝的交流。而在市面上最为广泛应用的就是智能手表。
智能穿戴天线目前采用FPC+同轴线，弹片天线和LDS天线，且由于智能手表空间有限，LDS天线大多设计在整机一级外观面上。LDS天线设计在一级外观面使天线工艺复杂，成本较高，电气性能一致性不好，且不良率较高。
鉴于此，有必要对现有的LTE天线进行进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：LDS天线大多设计在整机一级外观面上，从而使得LDS天线工艺复杂，成本较高，电气性能一致性不好，且不良率较高。
为实现上述目的，本发明采用的一个技术方案为：提供一种带寄生单元的LTE天线，应用于智能穿戴设备，所述带寄生单元的LTE天线包括：
第一辐射单元，所述第一辐射单元包括第一辐射单元主体，第一辐射单元主体两端分别设有第一过渡部和第二过渡部，所述第一辐射单元主体呈条状片体，第一辐射单元上还设有天线信号馈电以及天线接地馈电，所述天线信号馈电和天线接地馈电之间开设有Loop槽；
第二辐射单元，所述第二辐射单元包括弯折部，第一延伸部和第二延伸部，所述弯折部形成一条缝隙，所述第二辐射单元通过第一延伸部与第一辐射单元的第一过渡部连接；
第三辐射单元，所述第三辐射单元的一端设有连接部，第三辐射单元通过所述连接部与第一辐射单元的第二过渡部连接；
寄生单元，所述寄生单元为直条状片体，平行设置于第一辐射单元Loop槽的一侧，并与第三辐射单元耦合，所述寄生单元上还设有寄生单元接地馈电。
其中，所述弯折部的整体形状为弧形片状包括：
第一弯折段，所述第一弯折段为直条状片体；
第二弯折段，所述第二弯折段为直条状片体与第一弯折段末端垂直连接第三弯折段；
第三弯折段，所述第三弯折段为直条状片体与第二弯折段末端垂直连接，并且与第一弯折段平行设置。
其中，所述弯折部的缝隙长度为：4.5mm，宽度为：1.2mm。
其中，所述Loop槽的长度为：4.0mm。
其中，所述第三辐射单元为条状片体，所述第三辐射单元的长度为：4.5mm。
其中，所述第二延伸部的长度为：5.4mm。
为实现上述目的，本发明采用的另一个技术方案为：提供一种智能手表，所述智能手表还包括：
设置于所述智能手表中框侧面的如上述的带寄生单元的LTE天线。
其中，所述带寄生单元的LTE天线通过LDS工艺成型于所述智能手表中框侧面。
其中，所述第一辐射单元主体，第二辐射单元和第三辐射单元通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的外侧面，第一辐射单元中的天线信号馈电以及天线接地馈电通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的内侧面，并通过所述智能手表中框的通孔与第一辐射单元主体连接。
其中，所述寄生单元通过LDS工艺成型于所述智能手表中框内侧面。
上述带寄生单元的LTE天线对天线的样式布局进行了新的设计，并通过寄生单元耦合，使其满足了频率低频824～960Mhz,高频1710～2690Mhz 4G全网通天线频段性能需求；其设计适用于智能穿戴设备中，尽量在减少天线布局的情况之下，满足了4G的通讯需求，有效的利用了智能穿戴设备中狭小的空间，具有很强的实用性和市场推广价值。
上述智能手表通过上述的带寄生单元的LTE天线，能够满足4G全网通天线频段性能需求，并且有效地利用了智能手表中的手表中框的结构，采用隐藏式LDS天线，侧面馈入天线信号，避开一级外观面设计，有效的利用了整机空间，实现了手表全网通工作频段，在产品成本、生产工艺和电气性能方面均有较大的改善。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例带寄生单元的LTE天线的整体结构图；
图2为本发明一实施例带寄生单元的LTE天线的另一视角的整体结构图；
图3为本发明一实施例带寄生单元的LTE天线的展开结构图；
图4为本发明一实施例智能手表的一边手表中框的外侧结构图；
图5为本发明一实施例智能手表的一边手表中框的内侧结构图；
图6为本发明一实施例智能手表的另一边手表中框的外侧结构图；
图7为本发明一实施例智能手表的另一边手表中框的外侧结构图；
图8为本发明一实施例带寄生单元的LTE天线的VSWR自由空间测试图；
图9为本发明一实施例带寄生单元的LTE天线的RL自由空间测试图；
图10为本发明一实施例智能手表的整体结构示意图。
附图标号：10-第一辐射单元主体、11-第一过渡部、12-第二过渡部、14-Loop槽、210-第一弯折段、211-第二弯折段、212-第三弯折段、22-第一延伸部、23-第二延伸部、24-缝隙、30-第三辐射单元、31-连接部、40-天线信号馈电、50-天线接地馈电、60-寄生单元接地馈电和61-寄生单元。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1至图3，在本发明实施例中，提供了一种带寄生单元的LTE天线，应用于智能穿戴设备，所述带寄生单元的LTE天线包括：
第一辐射单元，所述第一辐射单元包括第一辐射单元主体10，第一辐射单元主体10两端分别设有第一过渡部11和第二过渡部12，所述第一辐射单元主体10呈条状片体，第一辐射单元上还设有天线信号馈电40以及天线接地馈电50，所述天线信号馈电40和天线接地馈电50之间开设有Loop槽14；
第二辐射单元，所述第二辐射单元包括弯折部，第一延伸部22和第二延伸部23，所述弯折部形成一条缝隙24，所述第二辐射单元通过第一延伸部22与第一辐射单元的第一过渡部11连接；
第三辐射单元，所述第三辐射单元30的一端设有连接部31，第三辐射单元30通过所述连接部31与第一辐射单元的第二过渡部12连接；
寄生单元，所述寄生单元61为直条状片体，平行设置于第一辐射单元Loop槽14的一侧，并与第三辐射单元30耦合，所述寄生单元61上还设有寄生单元接地馈电60。
作为一个具体的实施例，参考图1-2，本实施例中的带寄生单元的LTE天线整体成弯折的圆弧形片状，并且该LTE天线狭窄细长，特别适用于智能穿戴设备中，这里的智能穿戴设备包括：，由于智能穿戴设备的体积比较小，所以该LTE天线的设计可以运用到智能穿戴设备连接处的中框中，可以尽可能利用智能穿戴设备内的空间，并且满足4G全网通的通信需求。
具体地，第一辐射单元主体10是2300～2400M的谐振辐射段，第一辐射单元主体10设有两个圆形通孔，并从通孔中引出天线信号馈电40以及天线接地馈电50，在出天线信号馈电40以及天线接地馈电50之间设有Loop槽，其长度影响高低频带宽，其中，Loop槽的截面类似漏斗型状。
在一具体实施例中，所述Loop槽14的长度为：4.0mm。
第一辐射单元主体10两端分别设有宽度逐渐变窄的过渡部，用于分别与第二辐射单元以及第三辐射单元过渡连接。
第二辐射单元为是天线低频辐射单元，所述第二辐射单元包括弯折部，第一延伸部22和第二延伸部23，所述弯折部形成一条缝隙24，该缝隙24是824～960M天线缝隙，其宽度影响天线带宽，长度影响天线低频工作频率。
在一具体实施例中，所述弯折部的缝隙24长度为：4.5mm，宽度为：1.2mm。
第二延伸部23是824～960M频段辐射末端，其长度影响天线低频工作频率；所述第二辐射单元通过第一延伸部22与第一辐射单元的第一过渡部11连接。
在一具体实施例中，所述第二延伸部23的长度为：5.4mm。
在一具体实施例中，所述弯折部的整体形状为弧形片状包括：
第一弯折段210，所述第一弯折210段为直条状片体；
第二弯折段211，所述第二弯折段211为直条状片体与第一弯折段210末端垂直连接第三弯折段；
第三弯折段212，所述第三弯折段212为直条状片体与第二弯折段211末端垂直连接，并且与第一弯折段210平行设置。
第一弯折段210，第二弯折段211，第三弯折段212与第一辐射单元主体10一起形成低频完整辐射图。
第三辐射单元30，所述第三辐射单元30的一端设有连接部31，第三辐射单元30通过所述连接部31与第一辐射单元的第二过渡部12连接；第三辐射单元30是1710～1990频段辐射段，其长度影响天线在此频段内的工作频率。
在一具体实施例中，所述第三辐射单元30为条状片体，所述第三辐射单元30的长度为：4.5mm。
寄生单元，所述寄生单元61为直条状片体，平行设置于第一辐射单元Loop槽14的一侧，并与第三辐射单元30耦合，所述寄生单元61上还设有寄生单元接地馈电60。寄生单元61与第三辐射单元30耦合，影响2.0G～2.7G天线带宽和效率。
参见图8、9为基于本专利结构设计的带寄生单元的LTE天线的VSWR及RL测试图，从图示效果可以看出，此天线低频可覆盖824～960MHz，高频可覆盖1710～2690MHz，完全可以满足目前所需的2G、3G、4G天线通讯需求。
综上，本实施例中该带寄生单元的LTE天线对天线的样式布局进行了新的设计，并通过寄生单元耦合，使其满足了频率低频824～960Mhz,高频1710～2690Mhz 4G全网通天线频段性能需求；其设计适用于智能穿戴设备中，尽量在减少天线布局的情况之下，满足了4G的通讯需求，有效的利用了智能穿戴设备中狭小的空间，具有很强的实用性和市场推广价值。
参考图4-7，以及图10在本实施例中，提供了一种智能手表，所述智能手表还包括：
设置于所述智能手表中框侧面的如上述的带寄生单元的LTE天线，具体的带寄生单元的LTE天线实施例参见上述寄生单元的LTE天线实施例的描述。
在一具体实施例中，所述带寄生单元的LTE天线通过LDS工艺成型于所述智能手表中框侧面。LDS专用塑料注塑成型外壳，激光活化外壳天线区域金属颗粒，然后天线区域化镀铜和镍。
在一具体实施例中，所述第一辐射单元主体10，第二辐射单元和第三辐射单元30通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的外侧面，第一辐射单元中的天线信号馈电40以及天线接地馈电50通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的内侧面，并通过所述智能手表中框的通孔与第一辐射单元主体10连接。此外，为了达到更优秀的通信效果，可以在所述智能手表的中框的其他的侧面，通过LDS工艺，将分集天线以及GWB天线成型于中框侧面上。
在一具体实施例中，所述寄生单元61通过LDS工艺成型于所述智能手表中框内侧面。
综上，本实施例中智能手表通过上述的带寄生单元的LTE天线，能够满足4G全网通天线频段性能需求，并且有效地利用了智能手表中的手表中框的结构，采用隐藏式LDS天线，侧面馈入天线信号，避开一级外观面设计，有效的利用了整机空间，实现了手表全网通工作频段，在产品成本、生产工艺和电气性能方面均有较大的改善。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种带寄生单元的LTE天线，应用于智能穿戴设备，其特征在于，所述带寄生单元的LTE天线包括：
第一辐射单元，所述第一辐射单元包括第一辐射单元主体，第一辐射单元主体两端分别设有第一过渡部和第二过渡部，所述第一辐射单元主体呈条状片体，第一辐射单元上还设有天线信号馈电以及天线接地馈电，所述天线信号馈电和天线接地馈电之间开设有Loop槽；
第二辐射单元，所述第二辐射单元包括弯折部，第一延伸部和第二延伸部，所述弯折部形成一条缝隙，所述第二辐射单元通过第一延伸部与第一辐射单元的第一过渡部连接；
第三辐射单元，所述第三辐射单元的一端设有连接部，第三辐射单元通过所述连接部与第一辐射单元的第二过渡部连接；
寄生单元，所述寄生单元为直条状片体，平行设置于第一辐射单元Loop槽的一侧，并与第三辐射单元耦合，所述寄生单元上还设有寄生单元接地馈电。
2.根据权利要求1所述的带寄生单元的LTE天线，其特征在于，所述弯折部的整体形状为弧形片状包括：
第一弯折段，所述第一弯折段为直条状片体；
第二弯折段，所述第二弯折段为直条状片体与第一弯折段末端垂直连接第三弯折段；
第三弯折段，所述第三弯折段为直条状片体与第二弯折段末端垂直连接，并且与第一弯折段平行设置。
3.根据权利要求2所述的带寄生单元的LTE天线，其特征在于，所述弯折部的缝隙长度为：4.5mm，宽度为：1.2mm。
4.根据权利要求3所述的带寄生单元的LTE天线，其特征在于，所述Loop槽的长度为：4.0mm。
5.根据权利要求4所述的带寄生单元的LTE天线，其特征在于，所述第三辐射单元为条状片体，所述第三辐射单元的长度为：4.5mm。
6.根据权利要求5所述的带寄生单元的LTE天线，其特征在于，所述第二延伸部的长度为：5.4mm。
7.一种智能手表，其特征在于，所述智能手表还包括：
设置于所述智能手表中框侧面的如权利要求1-6任一项所述的带寄生单元的LTE天线。
8.根据权利要求7所述的智能手表，其特征在于，所述带寄生单元的LTE天线通过LDS工艺成型于所述智能手表中框侧面。
9.根据权利要求8所述的智能手表，其特征在于，所述第一辐射单元主体，第二辐射单元和第三辐射单元通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的外侧面，第一辐射单元中的天线信号馈电以及天线接地馈电通过LDS工艺成型于所述智能手表中框的内侧面，并通过所述智能手表中框的通孔与第一辐射单元主体连接。
10.根据权利要求9所述的智能手表，其特征在于，所述寄生单元通过LDS工艺成型于所述智能手表中框内侧面。
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