一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，包含傳感器、與傳感器分別相連的第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)、第一阻抗匹配回路和第二阻抗匹配回路，第一雙向開關(guān)固定端與端口相連，端口與射頻電路相連，第二雙向開關(guān)固定端與天線相連；傳感器用于偵測固定帶是否接觸皮膚，當(dāng)偵測到固定帶接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第一阻抗匹配回路；當(dāng)偵測到固定帶未有接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第二阻抗匹配回路。本實(shí)用新型還公開一種具有上述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)的可穿戴設(shè)備。
【專利說明】一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]目前的智能手表可包含移動通信，即手機(jī)中的天線以及被分配通訊頻率，使智能手表成為一個不必通過藍(lán)牙去連接手機(jī)或其它設(shè)備進(jìn)行移動通信的獨(dú)立的裝置。
[0004]通常情況下，手表由于產(chǎn)品特點(diǎn)是受空間限制，無法提供低頻段700/800/850/900MHz的天線需要的較大的接地平面，這使得手表實(shí)現(xiàn)低波段蜂窩頻率成為一個難題。一個解決方案是將天線或接地層延伸至智能手表帶，但是，天線所靠近的皮膚具有非常高的電容率，嚴(yán)重影響天線回波損耗和信號輻射性能。
[0005]可穿戴設(shè)備例如智能手表，在佩戴在手腕上和放置于自由空間兩種狀態(tài)時，由于接近皮膚時與自由空間的電容率的差異，使得無法將天線的頻率調(diào)整匹配到同時滿足兩種狀態(tài)下均可工作。當(dāng)我們調(diào)整天線的匹配電路滿足佩戴狀態(tài)下工作時，如果把手表放在自由空間下，天線的頻率會發(fā)生漂移，使得在自由狀態(tài)下無法進(jìn)行通訊，反之，如果將天線調(diào)整匹配與自由空間工作頻率，當(dāng)佩戴于手腕時頻率會產(chǎn)生漂移。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的一個技術(shù)方案是:
[0007]提供一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中，所述可穿戴設(shè)備包括本體以及用于將本體綁定在皮膚上的固定帶，所述本體中安裝有電路板，該電路板上設(shè)有射頻電路，所述固定帶中固定有天線；所述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)包含傳感器、與傳感器分別相連的第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)、分別設(shè)置于第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)之間的第一阻抗匹配回路和第二阻抗匹配回路，所述第一雙向開關(guān)固定端與端口相連，所述端口與射頻電路相連，所述第二雙向開關(guān)固定端與天線相連；所述傳感器用于偵測固定帶是否接觸皮膚，當(dāng)偵測到固定帶接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第一阻抗匹配回路；當(dāng)偵測到固定帶未有接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第二阻抗匹配回路。
[0008]本實(shí)用新型采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種可穿戴設(shè)備，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中，所述可穿戴設(shè)備包括本體以及用于將本體綁定在皮膚上的固定帶，所述本體中安裝有電路板，該電路板上設(shè)有射頻電路，所述固定帶中固定有天線，還包括天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，所述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)為本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案。
[0009]本實(shí)用新型提供一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，可穿戴設(shè)備的天線可以通過使用匹配回路進(jìn)行優(yōu)化，在可穿戴設(shè)備的固定帶纏繞在皮膚上和置于自由空間的兩個狀態(tài)下，分別通過傳感器對狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)并控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)選擇接通相應(yīng)的阻抗匹配回路，使得固定帶中的天線無論貼近皮膚還是在自由空間，均能達(dá)到良好的回波損耗從而使天線很好的工作在任何情況下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式中可穿戴設(shè)備的示意圖；
[0011]圖2是天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3是圖2中第一阻抗匹配回路的電路示意圖；
[0013]圖4是圖2中第二阻抗匹配回路的電路示意圖；
[0014]圖5是處于自由空間優(yōu)化的匹配回路下的可穿戴設(shè)備的天線信號示意圖；
[0015]圖6是處于手動匹配回路下的可穿戴設(shè)備的天線信號示意圖；
[0016]圖7是處于本實(shí)用新型的匹配回路下的可穿戴設(shè)備的天線信號示意圖。
[0017]主要元件符號說明
[0018]可穿戴設(shè)備100
[0019]固定帶10
[0020]天線11
[0021]天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)20
[0022]傳感器21
[0023]第一雙向開關(guān)22
[0024]第雙向二開關(guān)23
[0025]第一阻抗匹配回路24
[0026]第二阻抗匹配回路25
[0027]端口26
[0028]本體30
[0029]電路板40

【具體實(shí)施方式】
[0030]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0031 ] 本實(shí)用新型提供一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，通過采用傳感器偵測是處于佩戴狀態(tài)還是自由空間狀態(tài)來控制連接在天線和手表通訊端口的兩個雙向開關(guān)與哪一個匹配電路相聯(lián)接，兩個匹配電路分別調(diào)整最準(zhǔn)配戴狀態(tài)及自由空間狀態(tài)阻抗，使得智能手表不論在佩戴狀態(tài)下還是在自由空間下均可以對準(zhǔn)通訊頻率來工作，達(dá)到良好的回波損耗從而使天線有效地工作在任何情況下。
[0032]請參閱圖1、圖2，圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施方式中可穿戴設(shè)備的立體圖，圖2是天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0033]可穿戴設(shè)備100包括本體30以及用于將本體30綁定在皮膚上的固定帶10，所述本體中安裝有電路板40，該電路板上設(shè)有射頻電路(圖未示)。在本實(shí)施方式中，所述本體由金屬材料構(gòu)成。
[0034]所述固定帶10中固定有天線11，所述天線11連接于天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)20，所述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)20包含傳感器21、與傳感器21分別相連的第一雙向開關(guān)22和第雙向二開關(guān)23、分別設(shè)置于第一雙向開關(guān)22和第二雙向開關(guān)23之間的第一阻抗匹配回路24和第二阻抗匹配回路25，其中，所述第一雙向開關(guān)22的固定端與端口 26相連，所述第二雙向開關(guān)23的固定端與天線相連11，所述端口 26與射頻電路相連。
[0035]所述傳感器21用于偵測固定帶10是否接觸皮膚，在本實(shí)施方式中，所述傳感器21為紅外傳感器。在另一實(shí)施方式中，所述傳感器21也可采用加速度傳感器。
[0036]請一并參閱圖3、圖4，圖3是第一阻抗匹配回路的電路示意圖，圖4是第二阻抗匹配回路的電路示意圖。第二阻抗匹配回路25是由兩個電感和一個電容構(gòu)成的T型回路，第一阻抗匹配回路是由兩個LC并聯(lián)回路和一個電感構(gòu)成的π型回路。此兩種匹配電路應(yīng)該與穿戴設(shè)備的不同情況進(jìn)行細(xì)化或優(yōu)化設(shè)計。圖示電路僅為設(shè)計參考。
[0037]當(dāng)偵測到固定帶10接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)22和第二雙向開關(guān)23的自由端分別連接第一阻抗匹配回路24。
[0038]當(dāng)偵測到固定帶10未有接觸皮膚時，所述傳感器21控制第一雙向開關(guān)22和第二雙向開關(guān)23的自由端分別連接第二阻抗匹配回路25。
[0039]本實(shí)用新型提供一種可穿戴設(shè)備及其天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，可穿戴設(shè)備的天線可以通過傳感器甄別佩戴狀態(tài)，去連接相應(yīng)的匹配電路進(jìn)行優(yōu)化，在可穿戴設(shè)備的固定帶纏繞在皮膚上和置于自由空間的兩個狀態(tài)下，分別通過傳感器對狀態(tài)進(jìn)行感應(yīng)并控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)選擇接通相應(yīng)的阻抗匹配電路，使得固定帶中的天線無論貼近皮膚還是在自由空間，均能達(dá)到良好的回波損耗從而使天線很好的工作在任何情況下。
[0040]參見圖5中的S1.1腕上及自由空間匹配性能(SI，l_0H_FSmatched)及S1.1自由空間匹配性能(SI，l_FS_Matched)曲線可見，當(dāng)可穿戴設(shè)備處于自由空間優(yōu)化的匹配回路下，其配放置于空的地方與穿戴時，天線信號會產(chǎn)生巨大的差異。而圖6則配置了個手動匹配回路，圖中的S1.1自由空間-腕上匹配性能(SI，lFS_0Hmatched)與S1.1自由空間匹配特性(SI，l_0H_matched)曲線可知，雖說回避自由空間匹配回路在佩戴與否天線信號差異會略小，但明顯會存在一個顯著失諧，這就是為什么本專利技術(shù)中需要一個RF開關(guān)來根據(jù)穿戴設(shè)備所處的位置選擇匹配網(wǎng)絡(luò)的原因。為了解決上述問題，本專利目標(biāo)在于涉及一個可在各種情況下(佩戴，或放置在自由空間中)，能智能切換的阻抗匹配回路，通過采用本實(shí)用新型技術(shù)，佩戴與否的天線信號示意圖最終見圖7中S1.1自由空間匹配性能(SI，1_FS_Matched)與S1.1自由空間匹配特性(SI，l_0H_matched)的曲線圖可見兩者差異較小，可滿足應(yīng)用需求。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中，所述可穿戴設(shè)備包括本體以及用于將本體綁定在皮膚上的固定帶，所述本體中安裝有電路板，該電路板上設(shè)有射頻電路，所述固定帶中固定有天線，其特征在于: 所述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)包含傳感器、與傳感器分別相連的第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)、分別設(shè)置于第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)之間的第一阻抗匹配回路和第二阻抗匹配回路，所述第一雙向開關(guān)固定端與端口相連，所述端口與射頻電路相連，所述第二雙向開關(guān)固定端與天線相連； 所述傳感器用于偵測固定帶是否接觸皮膚，當(dāng)偵測到固定帶接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第一阻抗匹配回路；當(dāng)偵測到固定帶未有接觸皮膚時控制第一雙向開關(guān)和第二雙向開關(guān)的自由端分別連接第二阻抗匹配回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，其特征在于，第二阻抗匹配回路是由兩個電感和一個電容構(gòu)成的T型回路，第一阻抗匹配回路是由兩個LC并聯(lián)回路和一個電感構(gòu)成的π型回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為紅外傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為加速度傳感器。
5.一種可穿戴設(shè)備，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中，所述可穿戴設(shè)備包括本體以及用于將本體綁定在皮膚上的固定帶，所述本體中安裝有電路板，該電路板上設(shè)有射頻電路，所述固定帶中固定有天線，其特征在于，還包括天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)，所述天線自適應(yīng)阻抗匹配系統(tǒng)如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述。
【文檔編號】H03H7/38GK203984367SQ201420320430
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】帕維爾·密斯柯維斯基, 查洛塔·安德森, 阿克塞爾·馮·阿濱, 王雷 申請人:信維創(chuàng)科通信技術(shù)（北京）有限公司