一种双频天线及智能穿戴设备的制作方法

1.本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种双频天线以及智能穿戴设备。


背景技术：

2.随着科学技术的发展和生活质量水平的提高，人们越来越希望电子产品轻量化。特别是如智能手表、智能手环、vr、va等可穿戴设备，人们都希望具有其轻薄的外观。受限于该可穿戴设备的产品体积小、功能多、因此在设计天线时难度较大。
3.随着物联网技术和无线通信技术的快速发展，越来越多的无线频段被制定，这就需要天线能够工作在更多的频段上。
4.现有单馈线（即采用同一根同轴电缆进行馈电）较难实现天线双频设计，且同时天线的方向性较难保证，导致单馈线使用场景受限。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的之一在于提供一种双频天线，用于实现天线双频性能。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型所提出如下技术方案予以解决：
7.本申请涉及一种双频天线，其特征在于，其包括：介质板，其一侧表面上铺铜形成：呈c型的第一单极子天线，其包括第一横向部、与所述第一横向部平行相对的第二横向部、和垂直对接在所述第一横向部和第二横向部之间的第一竖向部，所述第一横向部靠近所述介质板的底板设置，所述第一竖向部靠近所述介质板的左侧边设置，且所述第二横向部的自由端形成第一弧形区域，所述第一横向部的自由端形成馈地点；呈c型的第二单极子天线，其包括第三横向部、与所述第三横向部平行相对的第四横向部、和垂直对接在所述第三横向部和第四横向部之间的第二竖向部，所述第三横向部与所述第一横向部位于同一直线上，且所述第三横向部的自由端形成与所述馈地点具有一间隙的馈电点，所述第二竖向部靠近所述介质板的右侧边设置，所述第四横向部的自由端形成第二弧形区域，所述第一弧形区域和第二弧形区域之间具有间隔；所述介质板的与所述一侧表面相反的另一侧表面上的四周边缘处铺铜，且在所述另一侧表面上所铺铜的四周边缘的上边和下边之间铺铜以形成第三竖向部。
8.在本申请中，所述第一弧形区域和第二弧形区域分别为圆形区域的一部分，且所述第一弧形区域的面积大于所述第二弧形区域的面积。
9.在本申请中，所述第一横向部的长度为20.5mm，宽度为2mm，所述第一竖向部的长度为35mm，宽度为2mm，所述第二横向部的长度为5mm，宽度为4mm；所述第一弧形区域的半径为7mm，且圆心距所述第二横向部右侧边缘的中心位置的长度为3.5mm；所述第四横向部的长度为20.5mm，宽度为2mm，第二竖向部的长度为22mm，宽度为1mm，所述第四横向部的长度为5mm，宽度为2mm；所述第二弧形区域的半径为5mm，且圆心距所述第四横向部左侧边缘的中心位置的长度为4.5mm。
10.在本申请中，所述介质板的长和宽均为44mm，厚度为0.6mm。
11.在本申请中，四周边缘所铺铜的宽度为1mm；所述第三竖向部的宽度为4mm，且所述第三竖向部距所述介质板的另一侧表面的右侧边的距离大于所述另一侧表面的左侧边的距离。
12.在本申请中，所述介质板的长和宽均为44mm，厚度为0.6mm；所述第三竖向部距所述另一侧表面的右侧边的距离为32mm，且距所述另一侧表面的左侧边的距离为8mm。
13.本实用新型提供的双频天线，具有如下有益效果和优点：
14.（1）通过在介质板的一侧表面上铺铜形成呈c型的第一单极子天线和第二单极子天线，第一单极子天线和第二单极子天线形成双频天线，该双频天线采用一根同轴电缆，其接地端连接天线的馈地端，其馈电内芯连接天线的馈电端，使单馈线够工作在5ghz wifi频带内、2.4ghzwifi频带和蓝牙频带内；
15.（2）介质板的另一侧表面的四周边缘处铺铜以及设置有第三竖向部，能够实现天线的良好匹配，有助于提升天线性能；
16.（3）该天线结构简单，易于制造，且能够实现小尺寸，有利于产品小型化设计。
17.本实用新型的目的之二在于提供一种智能穿戴设备，用于实现智能穿戴设备中天线双频设计，有利于提升产品卖点。
18.为了解决上到时候看吧述技术问题，本实用新型所提出如下技术方案予以解决：
19.本申请涉及一种智能穿戴设备，包括：如上所述的双频天线。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
21.图1为本实用新型提出的双频天线一个实施例的前视图；
22.图2为本实用新型提出的双频天线实施例的后视图；
23.图3为本实用新型提出的双频天线实施例的s11参数的仿真图；
24.图4为本实用新型提出的双频天线实施例在2.4ghz处的平面方向图的仿真图；
25.图5为本实用新型提出的双频天线实施例在5.8ghz处的平面方向图的仿真图。
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.实施例一
28.为了实现天线的双频，参考图1和图2，该双频天线包括介质板。
29.该介质板为载体，本实施例中介质板形状为正方形，边长ws=ls均为44mm，厚度为0.6mm。
30.参见图1，在该介质板的一侧表面（即，上表面）上开设有呈c型的两个单极子天线，具体为第一单极子天线和第二单极子天线。两个单极子天线分别在介质板上表面铺铜形成。
31.第一单极子天线包括第一横向部、与第一横向部相对且平行的第二横向部、以及垂直对接在第一横向部和第二横向部的同向端之间的第一竖向部，其中第一横向部靠近且平行介质板的上表面的底边设置，第一竖向部靠近介质板的上表面的左侧边设置，第二横向部的长度短于第一横向部的长度。
32.在第二横向部的自由端（即与同向端相对的另一端）形成有第一弧形区域。
33.第二单极子天线的形状类似与第一单极子天线的形状。
34.第二单极子天线包括第三横向部、与第三横向部相对且平行的第四横向部、以及垂直对接在第三横向部和第四横向部的同向之间的第二竖向部，其中第三横向部与第一横向部处于同一条直线上，第二竖向部靠近介质板的上表面的右侧边设置，第四横向部的长度短于第三横向部的长度。
35.在第四横向部的自由端（即与同向端相对的另一端）形成有第二弧形区域，且第一弧形区域和第二弧形区域之间具有间隔，并且，第一横向部和第三横向部相对的端部（即，第一横向部的自由端和第三横向部的自由端）之间也具有间隙，第一横向部的自由端形成双频天线的馈地点g，第三横向部的自由端形成双频天线的馈电点f，馈电点f作为收发信号的输入输出端口。
36.在使用该天线时，采用一根同轴电缆，该同轴电缆的接地端与馈地点g连接，其馈电内芯与该馈电点f连接，实现单馈线馈电。
37.参考图1，在本实施例中，第一弧形区域和第二弧形区域均为圆形区域的一部分，且第一弧形区域的面积大于第二弧形区域的面积。
38.在本实施例中，参见图1，第一单极子天线的第一横向部的长度l1=20.5mm，宽度w1=2mm；第一竖向部的长度l2=35mm，宽度w2=2mm；第二横向部的长度l3=5mm，宽度w3=4mm。
39.第二横向端的右侧边缘的中心位置距离第一弧形区域的圆心之间的距离为3.5mm，且第一弧形区域的半径为7mm。
40.仍参考图1，第二单极子天线的第三横向部的长度l4=20.5mm，宽度w4=2mm，第二竖向部的长度l5=22mm，宽度w5=1mm，第四横向部的长度l6=5mm，宽度w6=2mm。
41.第四横向端的左侧边缘的中心位置距离第二弧形区域的圆心之间的距离为4.5mm，且第二弧形区域的半径为5mm。
42.参考图2，在介质板的另一侧表面（即下表面）上的四周边缘处铺铜且在所铺铜的四周边缘的上边和下边之间铺铜形成第三竖向部，所铺铜的四周边缘和第三竖向部一起形成接地板，通过设计四周边缘处铺铜的宽度w7以及第三竖向部位置及宽度w8，实现与双单极子天线的之间的良好耦合，实现双频天线的阻抗匹配，从而有助于优化天线性能。
43.在本实施例中，所铺铜的四周边缘的宽度均一致，宽度w7=1mm，且第三竖向部的长度等于介质板的长度44mm且宽度w8=4mm。第三竖向部垂直对接在四周边缘的上边和下边之间，且距介质板的下表面上的所铺铜的四周边缘的右侧边的距离l7=31mm，即第三竖向部距介质板的下表面的右侧边的距离为l7+w7=31mm+1mm=32mm。
44.由此，本实施例双频天线的尺寸为44mm*44mm*0.6mm，形成毫米级的双单极子天线
结构，有助于实现小尺寸天线设计。
45.参见图3，其示出了仿真的双频天线的s11参数的曲线图。
46.图3中示出的a点为（2.152ghz，-10.252db）,b点为（2.672ghz，-10.138db）,c点为（5.6664ghz，-10.105db），d点为（5.864ghz，-10.095 db）。
47.在s11＜-10db时，可以认为天线满足通讯要求。通过图3可以看出，2.4g频带为2.152ghz-2.672ghz，其符合2.4g wifi频段（即2.412ghz-2.472ghz）的要求，在5g频带为5.6664ghz-5.864ghz，其符合5g wifi频段（即5.725ghz-5.860ghz）的要求。
48.本申请中设计的天线能够在满足天线性能的前提下，实现天线工作在2.4ghz wifi频段和蓝牙频段及5ghz wifi频段内，满足天线的双频需求。
49.参见图4和图5，本实施例双频天线在2.4ghz和5.8ghz处为全向辐射天线，能发送和接收来自任何方向的信号，辐射性能好，在使用具有该天线的产品时能够满足不同姿势对方向图的要求。
50.本实施例的双频天线能够使用单馈线实现双频，且各频段下s参数满足要求；且该双频天线在其工作频带内为全向辐射天线，性能好；该天线整体尺寸小，毫米级的，利于天线小型化设计；该天线结构简单，易于集成和制造。
51.实施例二
52.本实施例涉及一种智能穿戴设备，例如智能手环、手表、ar（augmented reality，增强现实）产品或vr（virtual reality，虚拟现实）产品，其上都需要设计天线，且随着用户对产品工作在双频上的需要，在该些产品上设计双频天线也是亟需的。
53.本实施例中智能穿戴设备中的天线可采用如实施例一所述的双频天线，其提供2.4ghz wifi频段和蓝牙频段及5ghz wifi频段；且该天线尺寸为毫米级，尺寸小，有助于智能穿戴设备的小型化、轻量化设计；且智能穿戴设备中所使用的天线在其工作频带内均为全向天线，辐射性能好，能够满足智能穿戴设备的多种不同姿势使用，提升用户使用体验及产品卖点。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。