天线模组及可穿戴设备的制作方法

1.本公开涉及天线技术领域，尤其涉及天线模组及可穿戴设备。


背景技术：

2.随着智能穿戴设备的健康监控、运动轨迹跟踪等功能的普遍使用，智能穿戴设备对于定位精度和通讯效率的要求也越来越高。
3.在相关技术中，智能穿戴设备的天线仅支持单频段定位和单频段通讯，例如gpsl1频段定位、2.4ghz频段通讯。然而，上述单频段定位和单频段定位的天线降低了智能穿戴设备的定位精度和数据传输效率，影响了用户体验。


技术实现要素：

4.本公开提供一种天线模组及可穿戴设备，以提升智能穿戴设备的定位精度和数据传输效率。
5.根据本公开的第一方面提出一种天线模组，应用于可穿戴设备，所述天线模组包括：
6.辐射体，包括第一辐射部和与所述第一辐射部隔离的第二辐射部，所述第一辐射部的长度小于所述第二辐射部的长度；所述第一辐射部设有第一调谐点，所述第二辐射部设有第二调谐点；
7.调谐电路，包括第一调谐线路和第二调谐线路，所述第一调谐线路与所述第一调谐点导电连接，所述第二调谐线路与所述第二调谐点导电连接，以使所述第一辐射部支持第一定位频段，所述第二辐射部支持第二定位频段，所述第一辐射部和所述第二辐射部中的一个支持第一通讯频段，所述第一辐射部和所述第二辐射部中的一个支持第二通讯频段。
8.可选的，所述辐射体设有至少一个接地点，所述至少一个接地点将所述辐射体隔离成所述第一辐射部和所述第二辐射部。
9.可选的，所述辐射体包括闭合的框型结构，所述框型结构设有第一接地点和第二接地点，以将所述框型结构隔离成所述第一辐射部和所述第二辐射部。
10.可选的，所述第一接地点和所述框型结构的中心点连线与所述框型结构的纵向中心坐标轴的夹角大于或等于120
°
，且小于或等于180
°
；
11.和/或，所述第二接地点和所述框型结构的中心点连线与所述框型结构的纵向中心坐标轴的夹角大于或等于-60
°
，且小于或等于0
°
。
12.可选的，所述第一调谐点与所述第一接地点之间的第一辐射部长度大于或等于5mm，且小于或等于20mm；
13.和/或，所述第二调谐点与所述第二接地点之间的第二辐射部长度大于或等于5mm，且小于或等于20mm。
14.可选的，所述第一辐射部设有第一馈电点，所述第二辐射部设有第二馈电点；所述
第一馈电点与所述第一接地点之间的第一辐射部长度大于或等于10mm，且小于或等于25mm；
15.和/或，所述第二馈电点与所述第二接地点之间的第二辐射部长度大于或等于10mm，且小于或等于25mm。
16.可选的，所述第一调谐线路包括第一被动无源器件，所述第一被动无源器件用于调整所述第一辐射部的至少一个辐射频段至目标范围；
17.和/或，所述第二调谐线路包括第二被动无源器件，所述第二被动无源器件用于调整所述第二辐射部的至少一个辐射频段目标范围。
18.可选的，所述第一被动无源器件包括第一串联电容、第一并联电容中的至少一种；和/或，所述第二被动无源器件包括第二串联电容、第二并联电容中的至少一种。
19.可选的，所述第一辐射部设有第一馈电点，所述第二辐射部设有第二馈电点；所述调谐电路还包括第三调谐线路和/或第四调谐线路，所述第三调谐线路与所述第一馈电点导电连接，所述第四调谐线路与所述第二馈电点导电连接。
20.可选的，所述第三调谐线路包括第三串联电容、第四并联电容中的至少一种；和/或，所述第四调谐线路包括第四串联电容、第四并联电容中的至少一种。
21.可选的，所述天线模组包括设置于辐射体的滤波隔离部件，所述滤波隔离部件隔离所述第一辐射部和所述第二辐射部。
22.可选的，所述第一定位频段包括gpsl1频段，所述第二定位频段包括gpsl5频段，所述第一通讯频段包括wifi2.4g频段，所述第二通讯频段包括wifi5g频段。
23.可选的，所述辐射体设有至少一个断缝，所述至少一个断缝将所述辐射体隔离成所述第一辐射部和所述第二辐射部。
24.根据本公开的第二方面提出一种可穿戴设备，包括第一方面所述的任一天线模组。
25.可选的，所述可穿戴设备包括中框，所述中框包括所述辐射体。
26.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
27.本公开的辐射体包括相互隔离的第一辐射部和第二辐射部，在第一辐射部的第一调谐点接入了第一调谐电路，在第二辐射部的第二调谐点接入了第二调谐电路。通过对第一辐射部和第二辐射部的长短布局、第一调谐点和第二调谐点的设置位置以及分别针对第一辐射部和第二辐射部的调谐，使得第一辐射部和第二辐射体能够支持双定位频段以及双通讯频段，提升了天线模组以及包含上述天线模组的智能穿戴设备的定位精度和通讯效率。
28.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
30.图1是本公开一示例性实施例中一种天线模组的结构示意图；
31.图2是本公开另一示例性实施例中一种天线模组的结构示意图；
32.图3是本公开一示例性实施例中第一辐射部和第二辐射部在几种情况下的s参数曲线；
33.图4是在第一调谐点处添加0.5pf电容后第一辐射部和第二辐射部的s参数曲线对应的smith图；
34.图5是在第一调谐点处添加1pf电容后第一辐射部和第二辐射部的s参数曲线对应的smith图；
35.图6是在第一调谐点处加载0.75pf的电容，在第一馈电点处串联0.75pf电容时第一辐射部和第二辐射部的s参数曲线对应的smith图；
36.图7本公开另一示例性实施例中第一辐射部和第二辐射部在几种情况下的s参数曲线；
37.图8是本公开一示例性实施例中一种可穿戴设备的结构示意图。
具体实施方式
38.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
39.随着智能穿戴设备的健康监控、运动轨迹跟踪等功能的普遍使用，智能穿戴设备对于定位精度和通讯效率的要求也越来越高。在相关技术中，智能穿戴设备的天线仅支持单频段定位和单频段通讯，例如gpsl1频段定位、2.4ghz频段通讯。然而，上述单频段定位和单频段定位的天线降低了智能穿戴设备的定位精度和数据传输效率，影响了用户体验。
40.本公开提出一种天线模组，应用于可穿戴设备。图1是本公开一示例性实施例中一种天线模组的结构示意图。如图1所示，天线模组1包括：辐射体11和调谐电路12。辐射体11包括第一辐射部111和与第一辐射部111隔离的第二辐射部112，第一辐射部111的长度小于第二辐射部112的长度，第一辐射部111设有第一调谐点1111，第二辐射部112设有第二调谐点1121。调谐电路12包括第一调谐线路121和第二调谐线路122，第一调谐线路121与第一调谐点1111导电连接，第二调谐线路122与第二调谐点1121导电连接，以使第一辐射部111支持第一定位频段，第二辐射部112支持第二定位频段，第一辐射部111和第二辐射部112中的一个支持第一通讯频段，第一辐射部111和第二辐射部112中的一个支持第二通讯频段。
41.由于辐射体11包括相互隔离的第一辐射部111和第二辐射部112，在第一辐射部111的第一调谐点1111接入了第一调谐电路12，在第二辐射部112的第二调谐点1121接入了第二调谐电路12。通过对第一辐射部111和第二辐射部112的长短布局、第一调谐点1111和第二调谐点1121的设置位置以及分别针对第一辐射部111和第二辐射部112的调谐，使得第一辐射部111和第二辐射体11能够支持双定位频段以及双通讯频段，提升了天线模组1以及包含上述天线模组1的智能穿戴设备的定位精度和通讯效率。其中，由于第一辐射部111的长度小于第二辐射部112，使得第一定位频段可以通过第一辐射部111实现，而与第一定位频段不同的第二定位频段可以通过第二辐射部112实现。
42.第一辐射部111和第二辐射部112可以通过断缝或接地点实现隔离，可以根据可穿戴设备2中可以作为天线的辐射体11结构设置进行选择。
43.在一些实施例中，辐射体11可以设有至少一个断缝，上述断缝将辐射体11隔离成第一辐射部111和第二辐射部112。例如，当辐射体11是条状结构时，可以通过一个断缝将条状辐射体11隔离为第一辐射部111和第二辐射部112。再例如，当辐射体11是框型结构时，可以通过两个断缝将辐射体11隔离为第一辐射部111和第二辐射部112。
44.在另一些实施例中，辐射体11设有至少一个接地点，至少一个接地点将辐射体11隔离成第一辐射部111和第二辐射部112。通过接地点对第一辐射部111和第二辐射部112进行隔离，避免了对辐射体11本身的结构处理，简化了天线模组1的架构。在辐射体11结构确定的前提下可以确定可穿戴设备2的壳体等结构设置，提升产品开发进度。需要说明的是，接地点的设置位置通常根据天线模组1工作频段的最低频率确定，由接地点分隔出的第一辐射部111和第二辐射部112的长度要接近天线模组1工作频段的最低频率波长的四分之一。
45.在一些实施例中，如图2所示，辐射体11包括闭合的框型结构，框型结构设有第一接地点1112和第二接地点1122，以将框型结构隔离成第一辐射部111和第二辐射部112。辐射体11的结构形状可以根据其所在的可穿戴设备2的中框21形状或整体结构形状进行设置，例如，当可穿戴设备2为智能手表时，可以将智能手表的圆形中框21作为辐射体11，即辐射体11可以为圆环型结构，设置于圆环型结构的第一接地点1112和第二接地点1122将圆环型结构隔离成第一辐射部111和第二辐射部112。或者，在其他实施例中，辐射体11也可以为矩形框、多边形框、不规则框型，本公开并不对此进行限制。
46.在上述实施例中，第一接地点1112和框型结构的中心点连线与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角α1大于或等于120
°
，且小于或等于180
°
。和/或，第二接地点1122和框型结构的中心点连线与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角α2大于或等于-60
°
，且小于或等于0
°
。其中，框型结构的纵向中心坐标轴可以为如图2所示的y轴，y轴箭头所指方向为正向，框型结构的中心点在y轴上。如图2所示，第一接地点1112位于框型结构的左上角位置，第二接地点1122位于框型结构的右下角位置，第一接地点1112和第二接地点1122将辐射体11隔离第一辐射部111和第二辐射部112，第一辐射部111的长度小于第二辐射部112，因而便于获得第一定位频段和第二定位频段。当可穿戴设备2为智能手表时，可以以中框21作为辐射体11，基于智能手表的使用姿态，使第一接地点1112、第二接地点1122的设置位置限定为上述位置有助于实现天线功能。
47.第一调谐点1111、第二调谐点1121、第一馈电点1113和第二馈电点1123的设置位置可以根据第一调谐点1111、第一馈电点1113分别与第一接地点1112之间的位置关系，以及第二调谐点1121、第二馈电点1123分别与第二接地点1122之间的位置关系进行限定。
48.在一些实施例中，第一调谐点1111与第一接地点1112之间的第一辐射部111长度大于或等于5mm，且小于或等于20mm。和/或，第二调谐点1121与第二接地点1122之间的第二辐射部112长度大于或等于5mm，且小于或等于20mm。通过上述第一调谐点1111与第一接地点1112之间第一辐射部111长度，以及第二调谐点1121与第二接地点1122之间的第二辐射部112长度提升调谐效果。
49.在一些实施例中，第一辐射部111设有第一馈电点1113，第二辐射部112设有第二馈电点1123，第一馈电点1113与第一接地点1112之间的第一辐射部111长度大于或等于10mm，且小于或等于25mm。和/或，第二馈电点1123与第二接地点1122之间的第二辐射部112
长度大于或等于10mm，且小于或等于25mm。通过上述第一馈电点1113与第一接地点1112之间第一辐射部111长度，以及第二馈电点1123与第二接地点1122之间的第二辐射部112长度提升调谐效果。
50.或者，第一调谐点1111、第二调谐点1121、第一馈电点1113和第二馈电点1123的设置位置也可以通过调谐点和馈电点与框型结构中心点连线的夹角进行限定。
51.在一些实施例中，第一调谐点1111和框型结构中心点的连线与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角β1大于或等于120
°
，且小于或等于150
°
。和/或，第二调谐点1121与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角β2大于或等于-60
°
，且小于或等于-30
°
。通过限定上述第一调谐点1111、第二调谐点1121和框型结构中心线的连线与纵向中心坐标轴的夹角确定了第一调谐点1111和第二调谐点1121在辐射体11上的位置，提升了调谐效果。
52.在一些实施例中，第一馈电点1113和框型结构中心点的连线与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角γ1大于或等于30
°
，且小于或等于60
°
。和/或，第二馈电点1123和框型结构中心点的连线与框型结构的纵向中心坐标轴的夹角γ2大于或等于180
°
，且小于或等于240
°
。通过限定上述第一馈电点1113、第二馈电点1123和框型结构中心线的连线与纵向中心坐标轴的夹角确定了第一馈电点1113和第二馈电点1123在辐射体11上的位置，提升了调谐效果。
53.当可穿戴设备2为智能手表时，可以以中框21作为辐射体11，基于智能手表的使用姿态，此时通过调谐点和馈电点与框型结构中心点连线的夹角限定第一调谐点1111、第二调谐点1121、第一馈电点1113和第二馈电点1123的设置位置能够调整相位，使辐射体11的第一辐射部111和第二辐射部112支持相应频段，且便于天线模组1的调谐电路12布局，有助于实现天线功能。
54.在一些实施例中，第一调谐线路121包括第一被动无源器件，第一被动无源器件用于调整第一辐射部111的至少一个辐射频段至目标范围。和/或，第二调谐线路122包括第二被动无源器件，第二被动无源器件用于调整第二辐射部112的至少一个辐射频段目标范围。在本实施例中，第一被动无源器件包括第一串联电容、第一并联电容中的至少一种。和/或，第二被动无源器件包括第二串联电容、第二并联电容中的至少一种。
55.需要说明的是，第一定位频段可以是gpsl1频段，第二定位频段可以是gpsl5频段，第一通讯频段可以是wifi2.4g频段，第二通讯频段可以是wifi5g频段。其中，gpsl1频段可以包括频率为1.575ghz的信号，gpsl5频段可以包括频率为1.176ghz的信号，wifi2.4ghz频段可以包括频率为2.4ghz的bt频段，wifi5g频段可以包括频率为5ghz的信号。
56.在gpsl1频段通过第一辐射部111和第二辐射部112中的一个获得，gpsl5频段通过第一辐射部111和第二辐射部112中的另一个获得的前提下，其他通讯频段可以通过第一辐射部111或第二辐射部112调谐获得，本公开并不对此进行限制。在一实施例中，第一辐射部111的辐射频段可以包括gpsl1频段、wifi2.4ghz频段和wifi5g频段，第二辐射部112的辐射频段可以包括gpsl5频段。在另一实施例中，第一辐射部111的辐射频段可以包括gpsl1频段，第二辐射部112的辐射频段可以包括gpsl5频段、wifi2.4ghz频段和wifi5g频段。在又一实施例中，第一辐射部111的辐射频段可以包括gpsl1频段和wifi2.4ghz频段，第二辐射部112的辐射频段可以包括gpsl5频段和wifi5g频段。在又一实施例中，第一辐射部111的辐射频段可以包括gpsl1频段和wifi5g频段，第二辐射部112的辐射频段可以包括gpsl5频段和
wifi2.4ghz频段。
57.在上述实施例中，第一被动无源器件还可以包括第一串联电感、第一并联电感中的至少一种。和/或，第二被动无源器件包括第二串联电感、第二并联电感中的至少一种。
58.在一些实施例中，第一辐射部111设有第一馈电点1113，第二辐射部112设有第二馈电点1123，调谐电路12还包括第三调谐线路123和/或第四调谐线路124，第三调谐线路123与第一馈电点1113导电连接，第四调谐线路124与第二馈电点1123导电连接。利用接入馈电点的调谐线路配合接入调谐点的调谐线路共同实现调谐，有助于通过第一辐射部111和第二辐射部112获得预期的辐射频段。
59.其中，第三调谐线路123包括第三串联电容、第四并联电容中的至少一种。和/或，第四调谐线路124包括第四串联电容、第四并联电容中的至少一种。
60.在上述实施例中，第三调谐线路123还可以包括第三串联电感、第三并联电感中的至少一种。和/或，第四调谐线路124还可以包括第四串联电感、第四并联电感中的至少一种。
61.以第一辐射部111的辐射频段包括gpsl1频段、wifi2.4ghz频段和wifi5g频段，第二辐射部112的辐射频段包括gpsl5频段为例：
62.由于被动无源器件的选频特性，不同大小数值的被动无源器件对于gps l1、wifi2.4ghz和wifi5ghz频段有不同的效应，表现为固定数值大小的被动无源器件在第一调谐点1111处的加载会使gps l1、wifi2.4ghz和wifi5ghz频段在各自对应的smith图圆弧上移动不同的距离。因此在第一调谐点1111处添加合适的被动无源器件可以实现将wifi2.4ghz频段沿其对应的圆弧移动到smith图的第一象限以便于匹配，同时保持gpsl1仍然处于smith图的第一象限。在第一调谐点1111处存在合适的被动无源器件既能使wifi2.4ghz和wifi5ghz频段的现有匹配不会恶化，也能使gpsl1和wifi2.4ghz都处于匹配友好的位置，即处于smith图的第一象限。由于智能穿戴设备的尺寸都较小，因此智能穿戴设备的金属中框对应的本征频率都高于工作频率，因此需要在第一调谐点1111处处添加容性被动无源器件(电容)来拉低第一辐射部111对应金属中框的本征频率。
63.例如图3所示，a11第一辐射部111在未接入调谐电路12时的s参数曲线，a21是第二辐射部112在未接入调谐电路12时的s参数曲线，a3是第一馈电点1113和第二馈电点1123之间的隔离度曲线(isolationbetween feed1 and feed2)，a13是第一辐射部111在第一调谐点1111接入0.5pf的电容时的s参数曲线，a14是第一辐射部111在第一调谐点1111接入1pf的电容时的s参数曲线。图4是在第一调谐点1111处添加0.5pf电容后第一辐射部111的s参数曲线对应的smith图，图5是在第一调谐点1111处添加1pf电容后第一辐射部111的s参数曲线对应的smith图。其中，b1点代表gpsl1频段在smith图上的位置，b2点代表gpsl5频段在smith图上的位置，b3点代表wifi2.4ghz频段在smith图上的位置，b4点代表wifi5ghz频段在smith图上的位置。根据如图3所示的s曲线以及图4、图5所示的相应的smith图，经仔细调谐，当第一调谐点1111处加载0.75pf的电容，第一馈电点1113处串联0.75pf电容时，gps l1、wifi2.4ghz、wifi5ghz处产生谐振，且如图6所示，gps l1、wifi2.4ghz、wifi5ghz均处于smith图的友好匹配位置，可以使第一辐射部111具备支持gps l1、wifi2.4ghz、wifi5ghz三个频段的能力。第二辐射部112可以专注gpsl5频段的实现，如图6所示，gpsl5频点处于smith图的友好匹配位置，通过在第二馈电点1123处串联适当的电容即可获得较好的匹配
效果。
64.如图7所示，c1是第一辐射部111在第一调谐点1111处加载0.75pf的电容、并在第一馈电点1113处串联0.75pf电容时的s参数曲线，c2是第一辐射部111在第一调谐点1111处加载0.75pf的电容、在第一馈电点1113处串联0.75pf电容、feed2先串联2pf电容然后并联4pf电容时的s参数曲线，c3是第一馈电点1113和第二馈电点1123之间的隔离度曲线(isolationbetween feed1 and feed2)。在第一调谐点1111处加载0.75pf的电容，第一馈电点1113处串联0.75pf电容的基础上，再在第二馈电点1123处先串联2pf电容然后并联4pf电容，可以通过图7看出gpsl1、gpsl5、bt、wifi5ghz四个频段处均产生了谐振，且gpsl1、gpsl5、bt、wifi5ghz四个频段均处于smith图的第一象限，所以第一辐射部111支持gpsl1、bt、wifi5ghz三个频段，第二辐射部112支持gpsl5频段，实现了对定位双频：gpsl1和gpsl5以及通讯双频wifi2.4ghz、wifi5ghz的天线支持。
65.在一些实施例中，天线模组1还可以包括设置于辐射体11的滤波隔离部件，滤波隔离部件能够隔离第一辐射部111和第二辐射部112，避免第一辐射部111和第二辐射部112之间的信号干涉。可以单独通过滤波隔离部件实现第一辐射部111和第二辐射部112的隔离。也可以在设置接地点隔离第一辐射部111和第二辐射部112的基础上，辅助使用滤波隔离部件，以提升第一辐射部111和第二辐射部112的隔离效果。
66.本公开进一步提出一种可穿戴设备2，如图8所示，可穿戴设备2可以包括上述天线模组1。
67.需要说明的是，上述可穿戴设备2可以是智能手表、智能耳机、智能脚环等，本公开并不对此进行限制。
68.在一些实施例中，可穿戴设备2包括可以中框21，中框21包括辐射体11。即，辐射体11可以由至少一部分中框21形成，以通过中框21实现天线功能。以可穿戴设备2为智能手表为例，智能手表的中框21可以作为天线模组1的辐射体11，天线模组1的整体架构无需额外的天线走线，将天线模组1的设计和调试的工作转移到与天线相关的调谐电路12的设计和优化上，使天线模组1结构简洁、空间占用少，而天线模组1所依附的例如中框21等壳体结构也可确定，有助于加快产品开发速度。
69.在上述实施例中，天线模组1的生产和组装工艺简单，相对于fpc(flexible printed circuit，柔性线路板)，lds(laser direct structuring，激光直接成型技术)或pds(printed direct-forming structure，印刷成型)生产工艺，有利于降低成本和提生产高良率。
70.需要说明的是，上述可穿戴设备2的中框21可以是金属中框21，也可以是塑料膜包覆金属的材质以获得mda(modeldecorationantenna，模式装饰天线)。
71.由于辐射体11包括相互隔离的第一辐射部111和第二辐射部112，在第一辐射部111的第一调谐点1111接入了第一调谐电路12，在第二辐射部112的第二调谐点1121接入了第二调谐电路12。通过对第一辐射部111和第二辐射部112的布局、第一调谐点1111和第二调谐点1121的设置位置以及分别针对第一辐射部111和第二辐射部112的调谐，使得第一辐射部111和第二辐射体11能够支持双定位频段以及双通讯频段，提升了天线模组1以及包含上述天线模组1的智能穿戴设备的定位精度和通讯效率。
72.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开
的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
73.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。