一种可穿戴设备的制作方法

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及一种可穿戴设备。

背景技术：

目前，可穿戴设备朝着越来越小型化的方向发展，可穿戴设备，例如智能手表的体积和结构越来越小，而有限的体积内往往需要由多个不同的天线来覆盖多个不同的频段，从而实现不同的功能。天线是一种换能器，用作发射时是将高频电能转换成为电磁波，用作接收时则是将电磁波转换成高频电能，天线的设计和安装对通信质量的好坏起着重要的作用。受限于可穿戴设备的体积和结构，天线的性能较差。例如，经测试，目前主流智能手表在佩戴时GPS天线的效率只有5％左右，这严重影响了用户体验，如何在可穿戴设备有限的尺寸内提高天线的性能成为了亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种可穿戴设备，以解决现有可穿戴设备的天线性能差导致用户体验不佳的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种可穿戴设备，可穿戴设备包括：本体，以及可拆卸的安装在本体上的外壳，

本体内设置有相连接的第一印刷电路板PCB和本体天线，第一印刷电路板PCB上设置有控制电路，

外壳上设置有外壳天线，外壳与本体安装时外壳天线与第一印刷电路板PCB相连接，

控制电路控制在外壳天线和本体天线之间切换，以将外壳天线或本体天线作为工作天线。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种可穿戴设备，可穿戴设备包括：本体，本体内设置有相连接的第一印刷电路板PCB和本体天线，第一印刷电路板PCB上设置有控制电路，

本体上还设置有切换检测触点和天线触点，切换检测触点和天线触点均与控制电路连接，并且在外壳和本体安装时，分别与外壳内第二印刷电路板PCB上的连接器以及外壳的外壳天线连接，

控制电路，控制在外壳天线和本体天线之间切换，以将外壳天线或本体天线作为工作天线。

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种外壳，该外壳可安装到可穿戴设备的本体上，包括：相连接的第二印刷电路板PCB和外壳天线，第二印刷电路板PCB上设置有在外壳与本体安装时与本体上的切换检测触点相连接的连接器，

当连接器与本体上的切换检测触点连接，且外壳天线与本体上的天线触点连接时，外壳天线可被控制作为可穿戴设备的工作天线。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的这种可穿戴设备通过在本体上可拆卸的安装外壳，外壳上设置有外壳天线，本体内设置有本体天线，当外壳和本体安装后控制在外壳天线和本体天线间切换，满足不同应用场景的使用需求，实现了在不加大现有可穿戴设备本体的体积和尺寸的同时改善可穿戴设备的天线性能，优化用户体验的有益效果。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的本体结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的本体上的切换检测触点与外壳连接的局部示意图；

图4是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的本体上的天线触点与外壳连接的局部示意图；

图5是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的本体与外壳连接的截面图；

图6是本实用新型一个实施例的图5的局部结构示意图；

图7是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型的设计构思在于：现有可穿戴设备有向小型化发展的趋势，体积和尺寸更加小巧，这导致了可穿戴设备中的天线性能不佳，无法满足用户需求。针对这一问题，本实用新型提出一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括本体和外壳，本体内设置有本体天线，不对本体的体积进行改造而通过在本体上安装外壳，外壳上设置有外壳天线，在室内等信号不佳的场所，通过切换将外壳天线切换作为工作天线，满足用户的使用需求，改善可穿戴设备的天线性能。

为便于说明，本实用新型实施例中以智能手表为例具体介绍可穿戴设备的结构，但可以理解，本实用新型实施例的应用不限于智能手表，也可以应用在智能手环，智能眼镜等需要设置天线进行通信的智能可穿戴终端中。

实施例一

图1是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的结构示意图，如图1所示，

可穿戴设备包括：本体1，以及可拆卸的安装在本体1上的外壳2，

本体1内设置有相连接的第一印刷电路板(Printed Circuit Board)PCB和本体天线(图1中未示出)，第一印刷电路板PCB上设置有控制电路，

外壳2上设置有外壳天线201，外壳2与本体1安装时外壳天线201与第一印刷电路板PCB相连接，

控制电路(图1中未示出)控制在外壳天线201和本体天线之间切换，以将外壳天线201或本体天线作为工作天线。

由图1所示，本实施例的可穿戴设备(如，智能手表)包括本体和外壳两部分，本体上设置有第一印刷电路板PCB和相连接的本体天线，外壳上设置有外壳天线，本体和外壳可拆卸安装，实际使用过程中，以GPS天线为例，当需要提高智能手表的定位精度或者在市区等有物体遮挡导致信号较弱的场所，可以通过外加外壳的方式，将切换外壳天线为工作天线来改善天线性能，提升用户体验。此外，通过在智能手表本体上加外壳，既避免了对智能手表本体有限的内部结构进行改造来提高天线性能，迎合了智能手表小型化发展的趋势，又可以通过安装与智能手表外观面相适配的外壳，使智能手表更多样化和美观。

实施例二

以下结合图2至图7对本实用新型实施例的可穿戴设备的结构进行具体说明。

参见图2，本体1上设置有与控制电路的控制端相连接的切换检测触点包括第一切换检测触点102和第二切换检测触点103，

结合图3，外壳2上设置有在外壳2与本体1安装时与第一切换检测触点102和第二切换检测触点103相连接的连接器202，

当第一切换检测触点102和第二切换检测触点103均与连接器202连接时，控制电路，控制接通外壳天线，并将外壳天线作为工作天线。

结合图2、图5和图7，控制电路参见图7的电路原理图中73对应的位置，控制电路对应的包括：图2中的示意的第一切换检测触点102和第二切换检测触点103以及图5中示意的连接器202，在一个实施例中，控制电路在两个切换检测触点(即第一切换检测触点102和第二切换检测触点103)与外壳上的连接器202连接时，形成通路，此时，两个开关的控制信号为低电平，进而将外壳天线作为工作天线。

结合图2、图4和图5，本体1上还设置有与第一印刷电路板PCB(图5中示意的105)相连接的天线触点104，天线触点104在外壳2与本体1安装时与外壳天线201连接，

第一切换检测触点102、第二切换检测触点103和天线触点104均设置在本体1的外表面上，

如图2所示，第一切换检测触点102、第二切换检测触点103设置在本体1的外表面的一侧，

天线触点104设置在本体1的外表面的另一侧且与第一切换检测触点102、第二切换检测触点103相距的距离大于或等于第一预定距离阈值。这里的第一预定距离阈值可根据智能手表的体积和尺寸进行具体设置，需要强调的是，本实施例中设置第一预定距离阈值的目的是为了保证天线触点104与第一切换检测触点102和第二切换检测触点103离的尽可能的远，以避免天线触点和切换检测触点之间相互干扰，影响天线性能。

也就是说，本实施例中，通过将第一切换检测触点102、第二切换检测触点103设置在本体1的外表面的一侧，并将天线触点104设置在本体1的外表面的另一侧，如此保证了切换检测触点和天线触点之间的距离较远，降低了两者相互间的干扰。

如前所述，切换检测触点的数量为两个(分别为第一切换检测触点102和第二切换检测触点103)。其中，第一切换检测触点102的一端接电源VDD，第二切换检测触点103的一端接地GND，外壳2上设置的在外壳2与本体1安装时与第一切换检测触点102、第二切换检测触点103相连接的连接器202为第一弹性元件，如，弹片。

本实施例中通过设置第一切换检测触点102和第二切换检测触点103并且第一切换检测触点102的一端接电源VDD，第二切换检测触点103的一端接地GND，这样当外壳与本体安装后，外壳上的第一弹性元件(如弹片)，与第一切换检测触点102和第二切换检测触点103连接，从而将第一切换检测触点102和第二切换检测触点103短接。

另外，本实施例中，本体上设置有两个切换检测触点且两个切换检测触点均设置在本体外表面的一侧，使得本实施例的控制电路的结构更紧凑，节约智能手表有限的空间。

参见图4，外壳2内设置有第二印刷电路板(Printed Circuit Board)PCB203，第二印刷电路板PCB203上设有第二弹性元件204(如，弹片)，第二弹性元件204与外壳天线201连接，

第二弹性元件204(图4示意的弹片数量为两个，分布在PCB203的左、右两侧)在外壳2与本体1安装时还与本体1的天线触点104相连接；

如图7所示，第二印刷电路板PCB203上还设置有声表面滤波器，声表面滤波器在外壳2与本体1安装时分别与第一开关元件71的其中一个第一静触点以及外壳天线201相连接。

本实施例中，通过在外壳2上的天线入口处(即本体1的天线触点104所示意的位置)加声表面滤波器，使得接收信号经滤波处理质量变好后再送入后端电路处理，可以大幅提高外壳天线的接收性能。

需要说明的是，对本体天线而言，实际制作和设计时，通常都会在本体内部的第一印刷电路板PCB上设置有对天线接收信号进行滤波的器件，故本实施例不对本体天线的滤波处理做进一步说明。

参见图5，外壳2和本体1安装后的局部示意图。由图5可知，当外壳2被安装到本体1后，在本体1的一侧，本体1上预留的第一切换检测触点102、第二切换检测触点103分别与外壳2预留的连接器202相连接，这里的连接器202可采用弹片。在本体1的另一侧，外壳2的第二印刷电路板PCB203上左弹片连接外壳天线201，右弹片与本体1上预留的天线触点104连接，天线触点104与本体1内的电路板105连接，从而将外壳天线201与本体1的第一印刷电路板105连接起来。

参见图7，控制电路包括：第一开关元件71和第二开关元件72，第一开关元件71和第二开关元件72能够连接至天线信号源RF_IN；

第一开关元件71控制外壳天线201的导通或断开；

第二开关元件72控制本体天线101的导通或断开；

切换检测触点73分别与第一开关元件71和第二开关元件72上的控制端相连接。

这里，需要说明的是，切换检测触点73即为图2和图4中示出的第一切换检测触点102和第二切换检测触点103，其中，第一切换检测触点102的一端接电源VDD，第二切换检测触点103的一端接地GND。当本体上没有安装外壳，即，第一切换检测触点102和第二切换检测触点103均没有与外壳上的连接器202连接时，第一切换检测触点102与第二切换检测触点103之间的电路为断路，此时，由本体内的本体天线101工作，收发信号。当本体与外壳安装后，即，第一切换检测触点102和第二切换检测触点103均与外壳上的连接器202(如，弹片)连接时，第一切换检测触点102，第二切换检测触点103以及连接器202之间的电路构成通路，从而可由外壳内的外壳天线201工作，收发信号。

参见图7，需要说明的是，图7中虚线框起来的电路设置在外壳中，其余电路设置在本体中。实际电路设计时，通过本体上预留天线触点(或称天线接口)以及切换检测触点，并在本体的第一印刷电路板PCB105上设计控制天线切换的控制电路。同时，在外壳上预留对应的连接器，从而实现在需要时切换外壳天线为工作天线，提高智能手表天线性能的有益效果。

如图7所示，第一开关元件71包括一个第一动触点，两个第一静触点和一个第一控制端，第二开关元件72包括一个第二动触点，两个第二静触点和一个第二控制端，第一开关元件71的第一控制端和第二开关元件72的第二控制端分别与切换检测触点73连接，第一开关元件71的第一动触点与天线信号源RF_IN相连接，第一开关元件71的其中一个第一静触点与能够连接外壳天线201的天线触点相连接，另一个第一静触点与第二开关元件72的其中一个第二静触点连接，第二开关元件72的第二动触点与本体天线101连接，第二开关元件72的另一个第二静触点接地；当第一开关元件71的第一动触点与连接第二开关元件72的其中一个第二静触点的第一静触点连接且第二开关元件72的第二动触点与连接第一开关元件71的其中一个第一静触点的第二静触点连接时，本体天线101工作；当第一开关元件71的第一动触点与连接外壳天线201的天线触点的第一静触点连接且第二开关元件72的第二动触点与接地的第二静触点连接时，外壳天线201工作。

注：本实施例中两个开关元件的结构相同，如图7所示，两个开关元件(第一开关元件71和第二开关元件72)均为单刀双掷开关，每个单刀双掷开关，包括：一个控制端引脚Ctrl，一个动触点引脚COM以及两个静触点引脚，分别是：静触点引脚NO和静触点引脚NC。

第一开关元件71包括第一动触点Com1，第一静触点NO1，第一静触点NC1和第一控制端Ctr1，第二开关元件72包括第二动触点Com2，第二静触点NO2，第二静触点NC2和第二控制端Ctr2，第一开关元件71的第一控制端Ctr1和第二开关元件72的第二控制端Ctr2分别与切换检测触点连接，第一开关元件71的第一动触点Com1与天线信号源RF_IN相连接，第一开关元件71的第一静触点NO1与能够连接外壳天线的天线触点相连接，第一静触点NC1与第二开关元件72的第二静触点NC2连接，第二开关元件72的第二动触点Com2与本体天线连接，第二开关元件72的第二静触点NO2接地。

注：这里的Com1，NO1，NC1，Ctr1，Com2，NO2，NC2以及Ctr2可以理解为名称。

具体的，本实施例的控制电路的工作过程如下：当本体1上没有安装外壳2时，天线检测触点73处于断路，此时，控制信号为高电平，两个开关元件,第一开关元件71和第二开关元件72选择导通位置使得本体天线101导通，即，单独智能手表工作时，接通智能手表内部的本体天线101。

注：本实施例图7所示电路中，第一开关元件71和第二开关元件72的控制逻辑是：控制信号为高电平时，控制端与静触点连接，控制信号为低电平时，控制端与静触点连接。

当本体1上安装外壳2后，通过外壳体上的连接外壳天线201的连接器(弹片)连接第一切换检测触点102、第二切换检测触点103，使第一切换检测触点102、第二切换检测触点103之间的电路构成通路，从而两个切换开关71，72的控制电平为低电平，此时，通过开关选择将本体天线101接地(天线101接地后将成为智能手表的延伸地)，并导通外壳天线201作为工作天线，进行信号收发。

另外，本实施例中，是将第一开关元件71的动触点与天线信号源RF_IN连接，并通过该天线信号源RF_IN进行信号的接收和发送进行的说明。

一般的，天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。同一天线作为发射或接收的基本特性参数(如极化、方向性、有效长度和阻抗特性)是相同的。这就是天线的互易定理。所以本实施例中，智能手表可通过同一幅外壳天线完成天线信号的接收和发送，或者，智能手表通过同一幅本体天线完成天线信号的接收和发送工作。

需要强调的是，本实施例的这种特殊天线电路结构设计与现有技术中单独使用智能手表中的天线相比，可以显著提升天线性能。以下结合图6和图7进行说明。

参见图6，当外壳被安装到本体上后，外壳的第二印刷电路板PCB上的连接外壳天线的弹片与本体上的天线触点接触，天线触点与本体的第一印刷电路板PCB105连接，此时，两个开关元件和的控制信号均为低电平，根据前述开关元件的控制逻辑，在第二开关元件的控制下，本体天线接地，外壳天线工作。

图6中，第一印刷电路板PCB105为智能手表的主地，11为本体天线101所在面，21为外壳天线201所在面，则，由图6所示可知，外壳天线的有效净空b大于本体天线的有效净空a，从而使得外壳天线的效率和带宽都有比较显著的提升。

也就是说，本实施例中通过在外壳天线接通并工作时，将智能手表本体中的本体天线接地，从而延伸了等效“地”的长度，增大了外壳天线相对于智能手表本体中原有的本体天线距离有效“地”的距离(经试验，距离可增加2mm以上)，从而提高了外壳天线的工作频带和辐射效率，改善了智能手表天线性能。

参见图2，进一步的，为了提高输入阻抗和天线性能，本实施例中，外壳天线201的馈电点与本体天线101的馈电点(c所示位置)间的距离小于或等于第二预定距离阈值且外壳天线(可结合图1所示的外壳天线)的长边走线与本体天线的长边走线的方向相反。注：本实施例中通过设置第二预定距离阈值，并令外壳天线201的馈电点与本体天线101的馈电点的距离小于或等于该第二预定距离阈值，是为了实现保证两个天线馈电点的距离尽可能的小，从而在电路处理上射频接收电路的阻抗线处理尽可能的短，因而易于阻抗匹配和减少阻抗线的差损，提高天线性能的有益效果。也就是说，应保证本体天线与外壳天线的馈电点位置尽可能的近，且本体天线与外壳天线的走线的距离近可尽的远，从而加大“地”的阻抗特性，增加外壳天线的有效净空(因为在外壳天线工作时，本体天线起到“地”作用)，进而显著的增大外壳天线带宽。

注：这里的馈电点是天线信号线与馈线(如同轴电缆)的连接位置，一般为一个焊接点。

以上可知，本实施例的智能手表包括本体和外壳，本体内设置有第一印刷电路板PCB和本体天线，本体天线与PCB连接，PCB上还设置有控制电路，控制电路能够在外壳与本体安装后，将外壳上的外壳天线作为可穿戴设备的工作天线，从而，当需要提高智能手表的定位精度或者在市区等有遮挡物导致信号较弱的时候，通过外加该手表的表壳的方式来改善天线的性能，外加表壳到手表本体后，手表本体内的天线通过切换接“地”，使得智能手表整体的“地”得到延伸，从而使得外壳天线带宽增大，提高了天线性能。此外，由于在外壳天线接通时将本体天线接地，使得外壳天线到智能手表的“地”的距离远大于本体天线到地的距离，增大了外壳天线的有效净空，提升了外壳天线性能。经实际测试，在安装了外壳后，智能手表处于佩戴模式下，天线(例如GPS天线)的效率由原来的5％提升到了13％。

实施例三

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种可穿戴设备，可穿戴设备包括：本体，本体内设置有相连接的第一印刷电路板PCB和本体天线，第一印刷电路板PCB上设置有控制电路，

本体上还设置有切换检测触点和天线触点，切换检测触点和天线触点均与控制电路连接，并且在外壳和本体安装时，分别与外壳内第二印刷电路板PCB上的连接器以及外壳的外壳天线连接，

控制电路，控制在外壳天线和本体天线之间切换，以将外壳天线或本体天线作为工作天线。

本实施例的可穿戴设备包括一个本体，该本体上预留有切换检测触点和天线触点，从而方便与外壳安装，进而在与外壳安装后，使用外壳上的外壳天线，收发信号，改善可穿戴设备的天线性能，提高了用户的满意度。

实施例四

根据本实用新型的又一个方面，提供了一种外壳，该外壳可安装到可穿戴设备的本体上，包括：相连接的第二印刷电路板(Printed Circuit Board)PCB和外壳天线，第二印刷电路板PCB上设置有在外壳与本体安装时与本体上的切换检测触点相连接的连接器，

当连接器与本体上的切换检测触点连接，且外壳天线与本体上的天线触点连接时，外壳天线可被控制作为可穿戴设备的工作天线。

本实施例提供了一种外壳，该外壳内预留有能够与本体上的切换检测触点和天线触点连接的连接器，从而能够在安装到本体后，与本体上的电路板连接进行天线信号的收发，提高可穿戴设备的天线性能。

实施例五

本实施例中涉及了可穿戴设备的天线控制方法，方法包括：

检测可穿戴设备本体外表面上的切换检测触点是否与外壳上的连接器连接；其中，连接器设置在外壳上，并且在本体和外壳安装时能够与切换检测触点相连接，

当检测到切换检测触点与连接器连接时，控制接通外壳上的外壳天线，并将外壳天线作为可穿戴设备的工作天线，当检测到切换检测触点未与连接器连接时，控制接通可穿戴设备本体上的本体天线，并将本体天线作为可穿戴设备的工作天线。

在本实用新型的一个实施例中，检测可穿戴设备本体外表面上的切换检测触点是否与外壳上的连接器连接的步骤包括：

在可穿戴设备本体的第一印刷电路板PCB上设置均与天线信号源连接的第一开关元件和第二开关元件，

将第一开关元件的控制端以及第二开关元件的控制端与切换检测触点连接，

当检测到切换检测触点与连接器连接时，控制接通外壳上的外壳天线，并将外壳天线作为可穿戴设备的工作天线，当检测到切换检测触点未与连接器连接时，控制接通可穿戴设备本体上的本体天线，并将本体天线作为可穿戴设备的工作天线的步骤包括：

将第一开关元件的第一动触点与天线信号源相连接，将第一开关元件的其中一个第一静触点与能够连接外壳天线的天线触点相连接，将另一个第一静触点与第二开关元件的其中一个第二静触点连接，将第二开关元件的第二动触点与本体天线连接，将第二开关元件的另一个第二静触点接地；

当第一开关元件的第一动触点与连接第二开关元件的其中一个第二静触点的第一静触点连接且第二开关元件第二动触点与连接第一开关元件的其中一个第一静触点的第二静触点连接时，本体天线工作；

当第一开关元件的第一动触点与连接外壳天线的天线触点的第一静触点连接且第二开关元件的第二动触点与接地的第二静触点连接时，外壳天线工作。

需要说明的是，本实施例的可穿戴设备的天线控制方法是基于前述实施例一中的可穿戴设备的结构实现的，可穿戴设备的天线控制方法与前述实施例一中的可穿戴设备的工作过程相对应，因而，有关可穿戴设备的天线控制方法更详细的内容可参见前述实施例，这里不再赘述。

综上，本实用新型实施例的可穿戴设备，通过在本体上安装外壳，并利用本体的控制电路控制在本体的本体天线和外壳天线将切换作为工作天线，进行信号的收发，能够满足用户在不同场景中的使用需求，优化用户体验，此外，在外壳天线工作时，通过将本体内的本体天线接地，等效延伸了“地”的长度，使外壳天线获得的带宽增大，提升了外壳天线的效率和带宽，改善了可穿戴设备的天线性能，提高了可穿戴设备市场竞争力。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围以权利要求的保护范围为准。