一种智能手表天线制造技术

本发明专利技术公开了一种智能手表天线，包括介质基板、介质基板正面的主体天线结构、介质基板背面的金属地板层；所述主体天线结构包括一个主天线和一个分集天线，所述主天线和分集天线均为八分之一圆环金属贴片，主天线和分集天线在靠近天线右侧边缘处分别设置短路钉，两个天线的中部区域分别开有环形缝隙。本发明专利技术采用主天线、分集天线两个微带环天线天线，天线工作的频段为LTEband13、B5和B9和LTEband1。天线金属贴片上开一个环形缝隙，延长了各个模式电流的电长度，从而降低了各个频点，在贴片右侧边沿增加短路钉后，频率减小到原来的一半，一个八分之一环天线可以通过加短路钉激发出3种频率模式，并通过开缝控制这些频点，以使天线工作于所需的频率上。

【技术实现步骤摘要】
一种智能手表天线
本专利技术涉及一种小型化智能终端天线，特别涉及一种智能手表天线。
技术介绍
随着全球智能手机产业增速的放缓，产业竞争的不断加剧，加之比较缺乏持续的创新能力，手机产业已经遇到了发展的瓶颈。各大移动终端厂商如苹果、三星、华为，芯片巨头如高通、联发科以及以谷歌为代表的平台开发商及方案提供商，都在积极探索下一个有机会拉动智能移动终端产业增长的品类，它能够像手机一样具备足够强的使用黏性、非常便携、具备较强的实用性。在众多的新兴产业如虚拟现实、人工智能、物联网、5G以及智能穿戴之中，可穿戴产品基本具备以上特征且有着较大的发展空间，其中一个重要的发展方向是朝着独立于手机强化便利性及实用性。近些年来智能穿戴产品不断在发展及演进，涌现出了越来越多的实用化的应用场景如儿童类通话定位手表、运动检测及提醒、睡眠检测及改善建议、还有通过大量人体数据的采集分析，在健康领域的不断尝试。以苹果智能手表和小米智能手环为代表，整个智能可穿戴产业正在逐渐回归理性，实用、时尚并且具备更多的连接功能。丰富的连接及通信功能，多样化及个性化的产品外观，需要小型化天线技术的不断突破，以儿童智能手表为例，在满足天线射频指标的前提下也需要确保对儿童不会造成辐射伤害，成为研究儿童智能手表亟待解决的问题。目前智能儿童手表的通信功能主要通过蓝牙WiFi、NFC(NearFieldCommunication，近场通信)、GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系)、2G、3G以及LTE等一种或多种技术来实现，本文选取蓝牙、<br>WiFi、GPS、LTE以及NFC比较有代表性的天线进行研究。通过对小型化天线的设计及优化，在达到天线无源参数要求的前提下，又能满足产品外形、结构及尺寸的要求，同时不会对儿童造成电磁辐射伤害。客观受制于物理尺寸的限制，天线的性能尤其是低频段（1GHz）以下频段是目前业内设计的难点。针对智能手表终端这一平台而言，由于几何尺寸受限，天线的结构形式比较复杂，一般产品的频段需求基本是不仅要覆盖3G和4G所要求的频段GSM850(0.82~0.89GHz)、GSM900(0.88~0.96GHz)、DCS1800(1.71~1.88GHz)、PCS1900(1.85~1.99GHz)、UMTS(1.9~2.17GHz)频段，还需要覆盖5G新提出的频段LTE700(0.69~0.78GHz)、LTE2300(2.3~2.4GHz)和LTE2500(2.5~2.69GHz)。天线的设计空间也受到到了极大的限制并且天线周围的电磁环境也变得极其复杂，这也大大增加了天线的设计难度。在保证性能不受影响的情况下，在有限空间内设计一款能覆盖多频带或者能覆盖一个宽频带的天线，是当前设计手表天线的主要挑战。为了实现天线多频段或者宽频带的覆盖。微带环天线相比一般结构的微带贴片天线，除具有后者的低剖面、低损耗、易共形和易制作等特性外，还具有结构紧凑、简单等物理特点，最重要的是它还具有更好的多模特性。目前，微带环天线广泛存在于圆极化、全方向和多频天线的研究中。在多频天线的研究中，一般使用圆环天线的2个低阶模式以及多片环天线的组合形式来实现多频特性。
技术实现思路
本专利技术提出一种智能手表天线，利用微带圆环天线的第3个模式，来实现天线的多频特性。提出并实现了通过增加缝隙和短路钉结构来控制这些模式，从而使天线工作在理想的频段。本专利技术的技术方案是：一种智能手表天线，包括介质基板、介质基板正面的主体天线结构、介质基板背面的金属地板层；所述主体天线结构包括一个主天线和一个分集天线，所述主天线和分集天线均为八分之一圆环金属贴片，两个天线的圆环中心线相互垂直；主天线和分集天线在靠近天线右侧边缘处分别设置短路钉，两个天线分别采用短路钉通过在介质板上的孔洞连接金属地板层。优选的，所述主天线和分集天线的中部区域分别开有第一环形缝隙、第二环形缝隙。优选的，所述第一环形缝隙、第二环形缝隙分别与所在天线的圆环金属贴片同圆心。优选的，所述主天线和分集天线的金属贴片的近心端分别设置第一馈电线、第二馈电线，两个馈电线采用同轴馈电或者微带耦合馈电。优选的，所述介质基板采用FR4板材，厚度为0.8mm，整体为直径40mm的圆形。本专利技术的优点是：1．本专利技术采用主天线、分集天线两个微带环天线天线，天线工作的频段为LTEband13（747-787MHz）、B5和B9（824-960MHz）和LTEband1（1980-2170MHz）。支持MIMO分集技术。2．两个天线垂直放置，成正交极化，具有良好的隔离度。3．天线金属贴片上开一个环形缝隙，延长了各个模式电流的电长度，从而降低了各个频点，而且，天线对缝隙更为敏感。4．在贴片右侧边沿增加短路钉后，相当于一个电壁，所以相应地，频率减小到原来的一半，一个八分之一环天线可以通过加短路钉激发出3种频率模式，并通过开缝控制这些频点，以使天线工作于所需的频率上。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术智能手表天线的结构示意图；图2为在同时增加环形缝隙和短路钉后本专利技术智能手表天线S参数图。具体实施方式本天线的设计基于某款智能手表，天线工作的频段为LTEband13（747-787MHz）、B5和B9（824-960MHz）和LTEband1（1980-2170MHz）。支持MIMO分集技术，需要两个天线。如图1所示，本实施例的智能手表天线，包括介质基板、介质基板正面的主体天线结构、介质基板背面的金属地板层8。介质基板的材料为FR4，其介电常数为4.4，正切损耗角为0.02，介质板厚度为0.8mm，整体尺寸为直径40mm的圆形。所述主体天线结构包括一个主天线1和一个分集天线2，所述主天线1和分集天线2均为八分之一圆环金属贴片，两个天线的圆环中心线相互垂直，成正交极化，具有良好的隔离度。主天线1和分集天线2在靠近天线右侧边缘处分别设置短路钉7，两个天线分别采用短路钉7通过在介质板上的孔洞连接金属地板层8。主天线1和分集天线2的中部区域分别开有第一环形缝隙5、第二环形缝隙6，所述第一环形缝隙5、第二环形缝隙6分别与所在天线的圆环金属贴片同圆心。所述主天线1和分集天线2的金属贴片的近心端分别设置第一馈电线3、第二馈电线4，两个馈电线采用同轴馈电或者微带耦合馈电。环形缝隙延长了各个模式电流的电长度，从而降低了各个频点。而且，天线对缝隙更为敏感。当在贴片右侧边沿增加短路钉7后，相当于一个电壁，所以相应地，频率减小到原来的一半。一个八分之一环天线可以通过加短路钉激发出3种频率模式，并通过开缝控制这些频点，以使天线工作于所需的频率上。图2所示是在同时增加环形缝隙和短路钉后天线S参数图。该八分之一环三频天线可以较好地工作在0.7GHz,1.8GHz和2.4GHz。当去掉短路钉后，该八分之一环天线的仿真和实测结果无法满足所需的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能手表天线，其特征在于，包括介质基板、介质基板正面的主体天线结构、介质基板背面的金属地板层（8）；所述主体天线结构包括一个主天线（1）和一个分集天线（2），所述主天线（1）和分集天线（2）均为八分之一圆环金属贴片，两个天线的圆环中心线相互垂直；主天线（1）和分集天线（2）在靠近天线右侧边缘处分别设置短路钉（7），两个天线分别采用短路钉（7）通过在介质板上的孔洞连接金属地板层（8）。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能手表天线，其特征在于，包括介质基板、介质基板正面的主体天线结构、介质基板背面的金属地板层（8）；所述主体天线结构包括一个主天线（1）和一个分集天线（2），所述主天线（1）和分集天线（2）均为八分之一圆环金属贴片，两个天线的圆环中心线相互垂直；主天线（1）和分集天线（2）在靠近天线右侧边缘处分别设置短路钉（7），两个天线分别采用短路钉（7）通过在介质板上的孔洞连接金属地板层（8）。


2.根据权利要求1所述的智能手表天线，其特征在于，所述主天线（1）和分集天线（2）的中部区域分别开有第一环形缝隙（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鲁豫，刘洋，
申请(专利权)人：西安朗普达通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61