本實用新型屬于新型智能手表天線,涉及無源寬頻天線技術(shù)。
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背景技術(shù):
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智能手表作為一種新型移動電子產(chǎn)品,為了滿足應(yīng)用要求,通常需要在較小的尺寸下同時工作于多個通信標準?,F(xiàn)有智能手表天線產(chǎn)品一般采用多天線技術(shù),內(nèi)置多個天線來覆蓋多個頻段。但手表體積小,狹窄的可利用空間內(nèi)多天線耦合非常嚴重,直接影響通信性能。由于4G LTE通信技術(shù)的發(fā)展,手表頻段要求更多更寬,對于天線的要求更高。
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技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本實用新型提供了新型自調(diào)諧式寬頻帶智能手表天線,頻率覆蓋1.8GHz-2.74GHz,包含WIFI的2.4GHz頻段以及4G TDD LTE band38,band39,band40和band41。利用秒針的轉(zhuǎn)動牽引天線耦合饋距離,周期性改變耦合電容匹配,可實現(xiàn)不同頻段的切換,各個頻點最大效率很高,從而實現(xiàn)寬頻帶下高質(zhì)量通信。
本實用新型提供了一種自調(diào)諧寬頻帶智能手表天線,該新型寬頻帶智能手表天線包括:機械部分,包括秒針1,秒針轉(zhuǎn)軸2,秒輪3,凸輪4,彈簧連接體5;天線部分,包括天線饋電片6以及天線輻射體7;天線的饋電片以及天線輻射體都是金屬成分,通過彈簧連接體實現(xiàn)物理連接,但不存在金屬連接。機械部分和天線部分構(gòu)成了整個天線系統(tǒng)。
其中,
機械部分:秒輪轉(zhuǎn)動時帶動秒針轉(zhuǎn)軸及秒針旋轉(zhuǎn),同時使凸輪開始滑動。凸輪的滑動引起凸輪高度變化。凸輪、天線饋電片及彈簧連接體一同產(chǎn)生高度變化。即隨著秒針轉(zhuǎn)動,天線饋電片與天線輻射體相對位置發(fā)生周期性變化。
天線部分:天線饋電片和天線輻射體兩部分之間沒有直接的金屬連接,中間為空氣。饋點接在天線饋電片上,天線輻射主要靠饋電片和天線輻射體共同作用產(chǎn)生。天線饋電片與天線輻射體間可等效為隨時間周期性變化的耦合電容。耦合電容的大小隨天線饋電片和天線輻射體相對位置變化而變化。隨著耦合電容值的變化,天線匹配狀態(tài)發(fā)生改變,從而實現(xiàn)不同頻段的切換工作,達到寬頻輸出效果。
通過天線饋電片與天線輻射體的電容耦合實現(xiàn)饋電,并產(chǎn)生電磁輻射。秒針轉(zhuǎn)動通過秒輪改變凸輪的高低位置,并通過彈簧的拉伸與壓縮改變天線饋電片與天線輻射體之間的相對位置。天線饋電片與天線輻射體距離的周期性變化統(tǒng)秒針轉(zhuǎn)動同步。不同的耦合距離對應(yīng)不同的耦合電容大小,即實現(xiàn)動態(tài)的天線匹配狀態(tài)變化,從而實現(xiàn)天線不同匹配狀態(tài)的切換,完成自調(diào)諧式寬頻帶范圍覆蓋。
本實用新型利用秒針機械轉(zhuǎn)動,改變天線饋電片與天線輻射體間距,能夠?qū)崿F(xiàn)自調(diào)諧的多頻段寬帶寬性能的天線。該自調(diào)諧結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)覆蓋1.8GHz-2.74GHz,覆蓋4G TDD LTE常用頻段及WIFI2.4GHz頻段,并保證各個頻點良好的效率。
本實用新型的有益效果為:一種自調(diào)諧式寬頻段智能手表天線,通過秒針轉(zhuǎn)動改變天線輻射體與天線饋電片的耦合距離,實現(xiàn)不同頻段切換使用,從而實現(xiàn)寬頻率覆蓋,達到寬頻化的效果。此實用新型能夠有效利用手表內(nèi)部狹小的空間,在保證各個頻點效率最大化基礎(chǔ)上能夠極大的拓寬高頻部分的帶寬。秒針旋轉(zhuǎn)一周,隨著饋電距離變化,天線總的動態(tài)頻帶范圍可以達到1.8GHz到2.74GHz,能滿足第四代移動通信標準4G TDD LTE常用頻段及WIFI 2.4GHz的頻率覆蓋要求,同時天線具有非常好效率與增益。
[附圖說明]
圖1為本實用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為原理圖
圖3為自調(diào)諧式寬頻帶手表天線在不同耦合距離下在覆蓋頻段的端口回波損耗
圖4為自調(diào)諧式寬頻帶手表天線在不同耦合距離下在覆蓋頻段的效率
圖中標記說明
1秒針,2秒針轉(zhuǎn)軸,3秒輪,4凸輪,5彈簧連接體,6天線饋電片,7天線輻射體
[具體實施方式]
現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的技術(shù)方案作進一步闡述,相信對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。
如圖1、2所示,一種自調(diào)諧式寬頻帶智能手表天線,其特征在于,由機械部分和天線部分構(gòu)成了整個天線系統(tǒng),機械部分由秒針1、秒針轉(zhuǎn)軸2、秒輪3、凸輪4以及彈簧連接體5組成;天線部分,包括天線饋電片6以及天線輻射體7;秒輪通過秒針轉(zhuǎn)軸與秒輪的中心軸接,秒輪的中心另一側(cè)設(shè)有凸輪,通過凸輪與天線部分連接,天線饋電片6以及天線輻射體7通過彈簧連接體實現(xiàn)物理連接,通過天線饋電片與天線輻射體的電容耦合實現(xiàn)饋電,并產(chǎn)生電磁輻射,利用秒針機械轉(zhuǎn)動,改變天線饋電片與天線輻射體間距。
機械部分:秒輪通過秒針轉(zhuǎn)軸與秒針及凸輪聯(lián)動,凸輪的滑動引起凸輪高度變化,凸輪、天線饋電片及彈簧連接體一同產(chǎn)生高度變化,即隨著秒針轉(zhuǎn)動,天線饋電片與天線輻射體相對位置發(fā)生周期性變化。
天線部分:天線饋電片和天線輻射體兩部分之間沒有直接的金屬連接,中間為空氣。饋點接在天線饋電片上,天線輻射主要靠饋電片和天線輻射體共同作用產(chǎn)生,
天線饋電片與天線輻射體間等效為隨時間周期性變化的耦合電容,耦合電容的大小隨天線饋電片和天線輻射體相對位置變化而變化,隨著耦合電容值的變化,天線匹配狀態(tài)發(fā)生改變,從而實現(xiàn)不同頻段的切換工作,達到寬頻輸出效果。
上述自調(diào)諧式寬頻帶智能手表天線的運作方法,其特征在于,該天線位于手表底面,通過與其上端天線饋電片的電容耦合實現(xiàn)饋電,隨著秒針轉(zhuǎn)動一周,天線饋電片上下周期性移動一次,天線饋電片與天線輻射體距離的變化改變天線饋電片與天線輻射體的耦合電容,兩者距離越遠,耦合電容越小,輻射頻率向高頻移動,從而實現(xiàn)不同天線匹配狀態(tài)的切換,在較寬的頻段范圍實現(xiàn)寬頻帶高效率的天線輻射。
機械部分:秒輪轉(zhuǎn)動時帶動秒針轉(zhuǎn)軸及秒針旋轉(zhuǎn),同時使凸輪開始滑動,凸輪的滑動引起凸輪高度變化,凸輪、天線饋電片及彈簧連接體一同產(chǎn)生高度變化,即隨著秒針轉(zhuǎn)動,天線饋電片與天線輻射體相對位置發(fā)生周期性變化。
天線部分:天線饋電片和天線輻射體兩部分之間沒有直接的金屬連接,中間為空氣。饋點接在天線饋電片上,天線輻射主要靠饋電片和天線輻射體共同作用產(chǎn)生,天線饋電片與天線輻射體間可等效為隨時間周期性變化的耦合電容,耦合電容的大小隨天線饋電片和天線輻射體相對位置變化而變化,隨著耦合電容值的變化,天線匹配狀態(tài)發(fā)生改變,從而實現(xiàn)不同頻段的切換工作,達到寬頻輸出效果。
天線總的動態(tài)頻帶范圍可以達到1.8GHz到2.74GHz。
圖3為自調(diào)諧式寬頻帶手表天線在不同耦合距離下在覆蓋頻段的端口回波損耗。為方便解釋,此處取四種倍數(shù)關(guān)系的距離:d0,2*d0,3*d0,4*d0,幾種耦合距離的變化由秒針轉(zhuǎn)動自動轉(zhuǎn)換。根據(jù)此四點的回波損耗圖可以看出,設(shè)計的天線可以達到940MHz帶寬范圍。
圖4為自調(diào)諧式寬頻帶手表天線在不同耦合距離下在覆蓋頻段的效率。為方便觀察與理解,這里僅取取四種倍數(shù)關(guān)系的距離下的效率值:d0,2*d0,3*d0,4*d0。實際工作狀態(tài)耦合距離連續(xù)變動,效率值會更加平滑。由圖四可知,本實用新型設(shè)計的天線在較寬的頻段范圍均可以達到非常好的效率。