一種用於GPS定位的裝置的製作方法
2023-05-10 18:02:26 3
本實用新型屬於通信技術領域，具體涉及一種用於GPS定位的裝置。
背景技術：
隨著智能穿戴類產品的興起，越來越多的運動手環、智能手錶等上市。其中一些智能穿戴類產品主要針對身體健康狀況進行監測，例如運動情況、心率、睡眠情況等。而有些手環增設有GPS模塊和外接到GPS模塊的GPS天線，用於為佩戴者提供GPS功能，但是增設GPS功能需要更改產品架構及晶片平臺，佔用空間大，設計難度大，且現有GPS天線價格較高。
技術實現要素：
本實用新型提供一種用於GPS定位的裝置，該裝置中的GPS天線厚度小、體積小，佔用空間少；該GPS天線設計簡單合理，降低設計難度；通過饋電點接收GPS信號，匹配電路調節GPS天線的頻率，將GPS信號傳輸至GPS模塊，天線效率高。
為了解決上述技術問題，本實用新型所提出如下技術方案予以解決：
一種用於GPS定位的裝置，其特徵在於，包括屏幕鏡片、顯示屏、設置在所述屏幕鏡片內壁的GPS天線、和殼體；所述殼體和屏幕鏡片圍合成容納空間，用於容納所述顯示屏、電控板、與所述電控板相連的GPS模塊及用於調節GPS天線頻率的匹配電路、和為所述裝置提供電能的電池；在所述GPS天線上設置有用於接收GPS信號的饋電點和接地點，所述GPS模塊與所述饋電點連接。
進一步地，所述GPS天線為貼合在所述屏幕鏡片的周向內壁的閉合導通天線；所述饋電點的數量為多個，且多個饋電點對應設置有多個匹配電路；所述容納空間內還容納有與所述電控板相連的檢測晶片和射頻開關，所述檢測晶片用於檢測所述裝置的使用狀態，所述射頻開關根據所述裝置的使用狀態用於選通一個饋電點；各匹配電路均與射頻開關相連。
進一步地，可以調試出藍牙及WIFI天線的諧振，使得該GPS天線可同時兼容2.4GHz的藍牙及WIFI天線，因此，還包括藍牙及WIFI天線、與所述電控板相連的用於調節所述藍牙及WIFI天線的頻率的匹配電路和藍牙及WIFI模塊，調節所述藍牙及WIFI天線的頻率使所述藍牙及WIFI天線與所述GPS天線共用一個饋電點。
進一步地，可以將GPS天線設計成兩條天線單體，且由於受到屏幕鏡片周長的限制，在屏幕鏡片上同時設計GPS天線和藍牙及WIFI天線時，不能將單個天線設計為環路天線，所述裝置還包括藍牙及WIFI天線、與所述電控板相連的用於調節所述藍牙及WIFI天線的頻率的匹配電路和藍牙及WIFI模塊；所述GPS天線為雙開縫隙天線，分為第一GPS天線和第二GPS天線，所述第一GPS天線和第二GPS天線均具有饋電點和接地點；當所述第一GPS天線或第二GPS天線的接地點懸空時，調節所述藍牙及WIFI天線的頻率使第一GPS天線或第二GPS天線用作藍牙及WIFI天線。
作為GPS天線的另一種替代性方案，所述GPS天線為單開縫隙天線，所述單開縫隙天線具有饋電點和接地點。
另外地，所述GPS天線為單開縫隙天線，所述單開縫隙天線具有饋電點和接地點；所述裝置還包括藍牙及WIFI天線、與所述電控板相連的用於調節所述藍牙及WIFI天線的頻率的匹配電路和藍牙及WIFI模塊，調節所述藍牙及WIFI天線的頻率使所述單開縫隙天線用作藍牙及WIFI天線。
進一步地，所述屏幕鏡片選用如下材料中任一種：PC、PC和ABS的組合、和PC和GF的組合，質量輕、環保、且可根據需求做各種配色，吸引客戶眼球，提高該裝置賣點。
與現有技術相比，本實用新型的用於GPS定位的裝置具有如下優點和有益效果：GPS天線貼合在屏幕鏡片內壁，厚度和體積均小，佔用空間少，可實現該裝置的輕薄化；通過GPS天線上的饋電點接收GPS信號，並且通過匹配電路調節GPS天線的頻率，將GPS信號傳輸至GPS模塊，GPS模塊與電控板相連，實現GPS定位功能，天線效率高。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對本實用新型實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡要介紹，顯而易見地，下面描述的附圖是本實用新型的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
圖1為本實用新型的用於GPS定位的裝置中GPS天線設置在屏幕鏡片內壁上的第一實施例的示意透視圖；
圖2為圖1的電路原理示意圖；
圖3為本實用新型的用於GPS定位的裝置中GPS天線設置在屏幕鏡片內壁上的第二實施例的示意透視圖；
圖4為圖3的電路原理示意圖；
圖5為本實用新型的用於GPS定位的裝置中GPS天線設置在屏幕鏡片內壁上的第三實施例的示意透視圖；
圖6為圖5的第一種電路原理示意圖；
圖7為圖5的第二種電路原理示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
本實施例涉及一種用於GPS定位的裝置，包括屏幕鏡片10、顯示屏90、設置在屏幕鏡片10內壁的GPS天線20、和殼體（未示出）；殼體和屏幕鏡片10圍合成容納空間，用於容納顯示屏90、電控板30、與電控板30相連的GPS模塊40和用於調節GPS天線20頻率的匹配電路50、和為裝置提供電能的電池（未示出）；在GPS天線20上設置有用於接收GPS信號的饋電點21和接地點22，所述GPS模塊40與所述饋電點21連接。
具體地，GPS天線20採用LMA工藝雷射雕刻和化鍍在屏幕鏡片10內壁上，例如，如圖1、圖3和圖5所示。本實施例中屏幕鏡片的長度約為40-50mm，寬度約為15-20mm。GPS天線20化鍍在屏幕鏡片10上的厚度可達約0.1-0.2mm，薄，可做弧度且延展性好。如圖1所示，沿屏幕鏡片10的周向內壁連續延伸成閉合形式的GPS天線20的長度最大值約為140mm；或如圖3或圖5所示，沿屏幕鏡片10的部分周向內壁延伸成帶有間隙的GPS天線20。一般，在屏幕鏡片10的周向內壁塗黑色塗層，遮擋GPS天線走線，使屏幕鏡片10外觀美觀。屏幕鏡片10可選用多種塑料材質，例如，聚碳酸酯（簡稱PC）、PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（簡稱ABS）的組合、或PC和玻璃纖維（簡稱GF）的組合，該些塑料材質不含金屬成分，環保，且可塑性高，可以根據需要做各種配色，吸引客戶眼球，提高該裝置賣點。如果將該裝置設置在智能穿戴設備，例如智能手環上，屏幕鏡片10設置在手環的最上方，最大限度的克服了其他信號幹擾，使得GPS天線20效率高、搜星效果好。在本實施例中，在屏幕鏡片10下方設置有顯示屏90，以便通過屏幕鏡片10觀察在顯示屏90上顯示的工作界面，比如開關機啟動信息、定位信息等，該顯示屏90通過FPC連接器（未示出）與其驅動模塊（未示出）連接。額外地，電控板30上可以貼有馬達，用於該裝置產生振動以提醒用戶。
如圖1和圖2所示，GPS天線20為貼合在屏幕鏡片10的周向內壁的閉合導通天線，在本實施例中，設置有三個饋電點21，為21-1、21-2和21-3，以及兩個接地點22，為22-1和22-2，閉合的GPS天線20是導通的，饋電點21和接地點22均通過彈片（未示出）與電控板連接，具體地，電控板通過彈片連接到GPS天線20上，天線20預留裸露銅焊盤與彈片接觸。該裝置可以設置為智能穿戴類產品，例如手環，針對手環在佩戴狀態、非佩戴狀態和充電狀態的三種使用狀態時，GPS信號會發生漂移，因此針對這三種使用狀態，調試出三個饋電點21-1、21-2和21-3的位置，因此形成對應三組天線匹配和天線長度，例如，饋電點21-1、接地點22-1和22-2形成的環形鏈路，針對手環在自由空間（例如，非佩戴狀態）天線效率最高；饋電點21-2、接地點22-1和22-2形成的環形鏈路，針對手環在佩戴狀態下天線效率最高；饋電點21-3、接地點22-1和22-2形成的環形鏈路，針對手環在充電狀態天線效率最高。當然，也可以設置其他饋電點，實現手環在其他使用狀態下天線效率最高。針對不同屏幕鏡片10的周長，可以互換饋電點21-1、21-2和21-3的位置，且其間距也可調整，同理，也可以調整接地點22-1和22-2的位置和間距。如圖2所示，三個饋電點21-1、21-2和21-3作為GPS信號輸入端，通過檢測晶片60檢測手環的三種使用狀態（佩戴、非佩戴和充電狀態），射頻開關70根據該使用狀態，選通某一饋電點，調節各自的匹配電路51、52和53調節對應天線的頻率，使得三個饋電點21-1、21-2和21-3形成三種不同的匹配。
進一步地，在上述三種饋電點位置下，1個饋電點和兩個接地點22-1、22-2的狀態下，調節對應匹配電路54從而可以調試出藍牙及WIFI天線（未示出）的諧振，使得GPS天線20與藍牙及WIFI天線共用一個饋電點，形成二合一雙頻天線，實現1.57GHz的該GPS天線20可同時兼容2.4GHz的藍牙及WIFI天線。藍牙及WIFI天線的信號源來自藍牙及WIFI RF輸入80，其與GPS天線20的信號源不同。
如圖3所示，在本實施例中，可以將GPS天線20設計成兩條天線單體23和24，兩條天線單體23和24之間具有間隙，每條均具有饋電點23-1（24-1）和接地點23-2（24-2），根據各自天線的不同頻率，設定不同的天線長度。藍牙及WIFI天線長度約60mm，而GPS天線20長度約為90mm。由於天線單體23和24要求為對應頻率的半波長長度，且受到屏幕鏡片10周長的限制，在屏幕鏡片10上同時設計GPS天線20和藍牙及WIFI天線時，需要過長（約140-150mm），容易超過屏幕鏡片10的周長或間隙，所以不能將藍牙及WIFI天線設計為天線單體23和24中一個。當天線單體23或24作為藍牙及WIFI天線使用時，對應接地點23-2或24-2懸空，不接地，形成單極天線。當天線單體231或24作為GPS天線使用時，對應接地點23-2或24-2接地。如圖4所示，根據饋電點23-1（24-1）和接地點23-2（24-2）形成的天線，可以由對應的匹配電路55和56來調節對應天線的頻率，以便實現GPS天線或藍牙及WIFI天線。
如圖5所示，作為GPS天線20的另一種替代性方案，GPS天線20可以為單開縫隙天線25，單開縫隙天線25具有饋電點25-1和接地點25-2。該天線25可以用作GPS天線，也可以用作藍牙及WIFI天線。如圖6所示，當天線25用作GPS天線時，對應的匹配電路調節天線的頻率，由GPS模塊40進行處理，實現GPS天線的功能；如圖7所示，當天線25用作藍牙及WIFI天線時，對應的匹配電路調節天線的頻率，由藍牙及WIFI模塊80進行處理，實現藍牙及WIFI天線的功能。在本實施例中，匹配電路可以為L&π型匹配電路。
本實施例的用於GPS定位的裝置，GPS天線20貼合在屏幕鏡片內壁，厚度和體積均小，佔用空間少，可實現該裝置的輕薄化；通過GPS天線20上的饋電點21接收GPS信號，並且通過匹配電路50調節GPS天線20的頻率，將GPS信號傳輸至GPS模塊40，GPS模塊40與電控板30相連，實現GPS定位功能。
最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。