一種智能手錶及其天線信號處理電路的製作方法

2023-05-11 20:07:51

本實用新型涉及智能手錶天線設計領域，特別涉及一種智能手錶及其天線信號處理電路。

背景技術：

在智能手錶的天線設計過程中，通常基於自由空間模式設計天線的性能，即將智能手錶放置在自由空間內，獲得設計天線所需的各種參數，基於這些參數設計智能手錶的天線。這樣，通常智能手錶中的天線設計完成後，智能手錶的天線性能也是確定的。

然而，智能手錶的使用過程中，智能手錶的使用環境與自由空間環境有顯著的差異，如在使用智能手錶的時候，用戶手腕、身體等外部因素會造成天線性能惡化，最終影響用戶體驗。

技術實現要素：

鑑於上述描述，基於本實用新型的一個目的，本實用新型提供了智能手錶及其天線信號處理電路，以解決智能手錶設計完成後，天線性能是確定的，無法適用不同佩戴狀態的問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一方面，本實用新型提供了一種天線信號處理電路，包括：傳感器模組、微處理器、開關元件和天線本體，所述天線本體包括一個信號饋點和至少兩個接地點，所述開關元件包括控制端、動觸點和至少兩個靜觸點；

天線本體的信號饋點與智能手錶信號源連接，天線本體的每個接地點與開關元件對應的一個靜觸點連接，開關元件的動觸點接地，微處理器分別與傳感器模組和開關元件的控制端連接；

傳感器模組將檢測到的接近感應信號發送給微處理器，微處理器接收接近感應信號，並得到控制信號控制開關元件切換與動觸點連接的靜觸點，使天線本體切換連接到地的接地點。

另一方面，本實用新型提供了一種天線信號處理電路，包括：傳感器模組、微處理器、開關元件和天線本體，所述天線本體包括一個接地點和至少兩個信號饋點，所述開關元件包括控制端、動觸點和至少兩個靜觸點；

天線本體的接地點接地，天線本體的每個信號饋點與開關元件對應的一個靜觸點連接，開關元件的動觸點與智能手錶信號源連接，微處理器分別與傳感器模組和開關元件的控制端連接；

傳感器模組將檢測到的接近感應信號發送給微處理器，微處理器接收接近感應信號，並得到控制信號控制開關元件切換與動觸點連接的靜觸點，使天線本體切換與智能手錶信號源連接的信號饋點。

又一方面，本實用新型提供了一種智能手錶，包括上述的天線信號處理電路，天線信號處理電路中的微處理器檢測智能手錶的佩戴狀態，並對智能手錶的天線性能進行調整。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過設置傳感器模組，利用傳感器模組檢測到的接近感應信號確定智能手錶的佩戴狀態，進而切換天線本體至相應於該佩戴狀態的接地點連接地，使智能手錶的天線系統適用於當前的佩戴狀態。本實用新型能夠使天線系統自動工作在最佳狀態，提升天線信號質量。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的天線信號處理電路的結構框圖；

圖2為本實用新型實施例提供的天線信號處理電路示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的另一種天線信號處理電路的結構框圖；

圖4為本實用新型實施例提供的智能手錶的結構框圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

目前，智能手錶越來越向著輕薄、小巧等方向發展，受限於智能手錶的體積，在設計智能手錶的天線系統時，通常只設計一根天線，一根天線很難兼顧不同佩戴狀態。因此，智能手錶設計完成後，天線性能是確定的，在不同的佩戴狀態下天線性能不佳。

針對上述情況，基於傳感器模組檢測到的接近感應信號能夠區分智能手錶的佩戴狀態的客觀事實，本實用新型的整體設計思想為：在智能手錶中設置傳感器模組，利用傳感器模組檢測到的接近感應信號輔助檢測智能手錶的佩戴狀態，根據智能手錶的佩戴狀態控制智能手錶的天線系統發生相應變化。

實施例一

圖1為本實用新型實施例提供的天線信號處理電路的結構框圖，如圖1所示，該天線信號處理電路包括：傳感器模組11、微處理器12、開關元件13和天線本體14，其中，天線本體14包括一個信號饋點和N個接地點，開關元件13包括控制端、動觸點和N個靜觸點，N為大於或等於2的自然數；

天線本體14的信號饋點與智能手錶信號源15連接，天線本體14的每個接地點與開關元件13對應的一個靜觸點連接，開關元件13的動觸點接地，微處理器12分別與傳感器模組11和開關元件13的控制端連接；

傳感器模組11將檢測到的接近感應信號發送給微處理器，微處理器12接收接近感應信號，並根據接近感應信號得到控制信號，通過控制信號控制開關元件13切換與動觸點連接的靜觸點，使天線本體14切換連接到地的接地點。

其中，傳感器模組11包括距離傳感器、溫度傳感器或加速度傳感器中的一種或多種，相應的，接近感應信號為距離信號、溫度信號或加速信號中的一種或多種。

需要說明的是，本實施例中天線本體的一個接地點對應於智能手錶的一種佩戴狀態。由於天線本體上接地點與信號饋點間的相對位置關係會影響天線本體的性能，例如天線本體的收發功率、收發信號的質量等；因此，設計天線本體上的接地點時，需要先確定智能手錶可能的佩戴狀態(可通過實驗統計確定)，然後，在天線本體的特定位置處設置接地點，使天線本體上每一個接地點與信號饋點的相對位置關係對應於智能手錶的一種佩戴狀態。

本實施例通過設置傳感器模組，利用傳感器模組檢測到的接近感應信號確定智能手錶的佩戴狀態，進而切換天線本體至相應於該佩戴狀態的接地點連接地，使智能手錶的天線系統適用於當前的佩戴狀態，即使天線系統自動工作在最佳狀態，提升天線信號質量。

在實際應用中，天線信號處理電路還包括射頻電路、基帶處理電路和天線調諧電路，天線調諧電路分別與天線本體的信號饋點和射頻電路連接，基帶處理電路分別與射頻電路和智能手錶信號源連接；其中，基帶處理電路、射頻電路、天線調諧電路和天線本體構成天線信號的射頻通路，智能手錶信號源的發射信號通過該射頻通路進行發射，天線本體接收到的天線信號通過射頻通路傳輸至智能手錶。

為詳細說明本實施例的天線信號處理過程，通過一個具體實施例進行說明。為便於說明，假設本具體實施例中智能手錶的佩戴狀態包括自有空間狀態和手戴狀態。

圖2為本實用新型實施例提供的天線信號處理電路示意圖，如圖2所示，該天線信號處理電路包括：傳感器模組11、微處理器12、開關元件13、天線本體14、天線調諧電路16、射頻電路17和基帶處理電路18。

基於本具體實施例的上述假設，相應的，天線本體13包括一個信號饋點Feeding和兩個接地點，分別為接地點Gnd1和接地點Gnd2；示例性地，如圖2所示，信號饋點Feeding位於接地點Gnd1和接地點Gnd2之間。需要說明的是，圖2隻是示例性示出兩個接地點和信號饋點在天線本體上的位置，本實施例不限定天線本體的形狀以及接地點和信號饋點在天線本體上的位置。

其中，在天線本體的設計階段，通過設計使得接地點Gnd1和接地點Gnd2分別在自由空間狀態和手戴狀態下天線性能最優。

如圖2所示，圖2示例性地示出天線調諧電路16包括電感L1、電容C1和C2，電感L1的一端與天線本體的信號饋點連接，另一端與射頻電路17連接，電容C1的一端，電容C2的一端分別連接在電感L1的兩端，電容C1的另一端，電容C2的另一端接地。

需要說明的是，圖2隻是示例性示出天線調諧電路為π型電路，在設計時，天線調諧電路也可以為井型電路、T型電路等其他結構。

本具體實施例的微處理器12基於控制信號調整智能手錶的天線系統性能如下：

傳感器模組11將檢測到接近感應信號發送給微處理器12，微處理器12根據該接近感應信號判斷智能手錶當前的佩戴狀態，根據智能手錶當前的佩戴狀態生成相應的控制信號。

如前假設，本具體實施例中的佩戴狀態或者為自由空間狀態，或者為手戴狀態，因此微處理器12可以生成高電平或低電平，利用高電平或低電平控制開關元件13的切換，此時開關元件13可以是通過控制端輸入的高、低電平控制的單刀雙擲開關。

示例性地，假設微處理器12判斷智能手錶當前為手戴狀態，相應的，微處理器12生成高電平控制開關元件13的控制端，控制開關元件13的動觸點與連接接地點Gnd1的靜觸點接觸，進而利用接地點Gnd1對應的天線性能(如發射/接受功率)收發天線信號。

本實施例通過設計天線本體上的接地點Gnd1和接地點Gnd2分別在自由空間狀態和手戴狀態下天線性能最優，由微處理器根據傳感器模組的輸入控制天線本體接地點的選擇，完成天線性能的調整，使天線工作在最優狀態，提升天線信號的質量。

實施例二

圖3為本實用新型實施例提供的另一種天線信號處理電路的結構框圖，如圖3所示，該天線信號處理電路包括傳感器模組31、微處理器32、開關元件33和天線本體34，天線本體34包括一個接地點和N個信號饋點，開關元件33包括控制端、動觸點和N個靜觸點，N為大於或等於2的自然數；

天線本體34的接地點接地，天線本體34的每個信號饋點與開關元件33對應的一個靜觸點連接，開關元件33的動觸點與智能手錶信號源35連接，微處理器32分別與傳感器模組31和開關元件33的控制端連接；

傳感器模組31將檢測到的接近感應信號發送給微處理器32，微處理器32接收接近感應信號，並根據接近感應信號得到控制信號，通過控制信號控制開關元件32切換與動觸點連接的靜觸點，使天線本體33切換與智能手錶信號源連接的信號饋點。

其中，傳感器模組31包括距離傳感器、溫度傳感器或加速度傳感器中的一種或多種，相應的，接近感應信號為距離信號、溫度信號或加速信號中的一種或多種。

需要說明的是，本實施例中天線本體的一個信號饋點對應於智能手錶的一種佩戴狀態。由於天線本體上接地點與信號饋點間的相對位置關係會影響天線本體的性能，例如天線本體的收發功率、收發信號的質量等；因此，設計天線本體上的信號饋點時，需要先確定智能手錶可能的佩戴狀態(可通過實驗統計確定)，然後，在天線本體的特定位置處設置信號饋點，使天線本體上每一個信號饋點與接地點的相對位置關係對應於智能手錶的一種佩戴狀態。

本實施例通過設置傳感器模組，利用傳感器模組檢測到的接近感應信號確定智能手錶的佩戴狀態，進而切換天線本體至相應於該佩戴狀態的信號饋點連接智能手錶信號源，使智能手錶的天線系統適用於當前的佩戴狀態，即使天線系統自動工作在最佳狀態，提升天線信號質量。

在實際應用中，天線信號處理電路還包括射頻電路、基帶處理電路和天線調諧電路，天線調諧電路分別與開關元件的動觸點和射頻電路連接，基帶處理電路分別與射頻電路和智能手錶信號源連接；其中，基帶處理電路、射頻電路、天線調諧電路和天線本體構成天線信號的射頻通路，智能手錶信號源的發射信號通過該射頻通路進行發射，天線本體接收到的天線信號通過射頻通路傳輸至智能手錶。

實施例三

基於與實施例一或實施例二相同的技術構思，本實施例提供了一種智能手錶；應當注意的是，本實施例中的天線信號處理電路不僅限於智能手錶，還可以是其他可穿戴設備，如智能手環、智能腰帶、智能眼鏡等小型化的可穿戴設備，在其他可穿戴設備中設置天線信號處理電路的方式可參見本實施例。

圖4為本實用新型實施例提供的智能手錶的結構框圖，如圖4所示，本實施例的智能手錶包括天線信號處理電路41，天線信號處理電路41中的微處理器檢測智能手錶的佩戴狀態，並對智能手錶的天線性能進行調整；其中，天線信號處理電路41中的接近傳感器模組可以安裝在智能手錶與皮膚接觸的表殼或錶帶上，設計過程中，可以根據設計要求靈活地選擇將接近傳感器模組設置在表殼的底部或錶帶的底部，智能手錶的底部可以理解為智能手錶殼體遠離顯示屏的一側。

本實施例的天線信號處理電路41的電路結構參考實施例一或實施例二，在此不再贅述。

在設計過程中，為節省智能手錶的空間，以及節元器件，本實施例中的微處理器為智能手錶的中央控制器CPU，即天線信號處理電路中微處理器執行的判斷、計算、控制等動作由智能手錶的中央控制器CPU執行。

智能手錶的中央控制器CPU是智能手錶的運算核心和控制核心，可根據智能手錶的功能實現中央控制器CPU與智能手錶的構件進行連接，如若智能手錶支持觸屏功能，智能手錶的觸控螢幕應與中央控制器連接。

通常天線信號處理電路中的基帶處理電路實質上也為一個微型控制器，因此，天線信號處理電路中的基帶處理電路也可以為智能手錶的中央控制器CPU。

本實用新型裝置實施例的各單元的具體工作方式可以參見本實用新型實施例一或實施例二。

為了便於清楚描述本實用新型實施例的技術方案，在實用新型的實施例中，採用了「第一」、「第二」等字樣對功能和作用基本相同的相同項或相似項進行區分，本領域技術人員可以理解「第一」、「第二」等字樣並不對數量和執行次序進行限定。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，在本實用新型的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行其他的改進或變形。本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本實用新型的目的，本實用新型的保護範圍應以權利要求的保護範圍為準。