[发明专利]用于可穿戴装置的天线

说明书

提供了一种用于诸如耳塞的可穿戴个人计算装置的天线。所述天线与所述可穿戴装置的诸如输入控件的其它部件集成在一起。例如，天线可以在所述装置的如下表面处至少部分地围绕触摸板输入的一部分：当穿戴所述装置时被暴露。在一个示例中，所述天线与所述触摸板共享接地平面。在另一个示例中，所述天线包括两个嵌套的迹线，其中第一迹线被连接到地面，而第二迹线被连接到天线馈源。

相关申请的交叉引用

本申请是2018年9月13日提交的美国专利申请No.16/130,411的继续申请，该美国专利申请的公开内容通过引用并入本文。

背景技术

便携式电子装置包括一个或多个天线，用于在各种通信频带中发送和接收信号。小型电子装置(例如，可穿戴装置)的天线设计可能非常具有挑战性，这是因为这样的装置的受限制的形状因素。例如，智能电话可能具有有限的空间来容纳其天线，而具有紧凑型形状因素的耳塞必然会具有甚至更小的空间。有限的空间通常会影响天线性能，可以通过辐射效率和带宽来测量该天线性能。例如，具有较大尺寸的天线通常具有较高的效率。此外，天线与其它部件之间的物理间隙很小，这会导致天线与其它部件(诸如，输入触摸板)之间的高射频(RF)耦合。高RF耦合会导致天线性能下降，并且由于在组装中其它部件的较大公差而导致天线性能退化和大变型。由于可穿戴装置与穿戴者极为接近，因此可穿戴装置的天线性能也会受到身体效应的严重影响，这可能会导致天线的失谐、衰减和遮蔽。

由于将耳塞深深地嵌入耳中并降低总高度以提供更好的穿戴体验的趋势，耳塞天线面临着额外的挑战，这是因为接近人头部产生的严重身体效应，以及与诸如PCB、触摸板和芯片等其它部件之间越来越小的间隙。耳塞天线性能还应该能够涵盖由于各种用户体验而引起的变化，例如，不同的耳朵尺寸和形状以及人们安装耳塞的不同方式。天线设计必须足够稳健以适应上述变化。为了克服身体效应，可以将天线放置在距人体最远的位置。然而，耳塞的六个面中有五个面被人体组织覆盖，并且只有一个面完全暴露于自由空间，所以难以将天线从人体移离。此外，将天线与任何其它电子结构(诸如，也必须在耳塞的暴露表面上的触摸板)集成在一起是非常成问题的。

发明内容

本公开提供一种用于诸如耳塞的可穿戴计算装置(或可穿戴电子装置)的天线。尽管在此描述了用于在耳塞中实施的天线，但是所描述的天线可以在除耳塞之外的可穿戴电子装置(诸如智能手表、头戴式耳机、智能眼镜等)中实施。天线靠近耳塞的如下表面延伸：在将耳塞插入到用户的耳朵中时被露出。在第一示例中，天线基本上围绕耳塞的输入控件(例如，触摸板)的外周延伸。在另一个示例中，两个天线迹线以嵌套配置布置。嵌套的迹线可以围绕耳塞的一部分(诸如，触摸板)延伸。例如，嵌套迹线可以靠近暴露表面围绕耳塞外周的大约1/2、2/3、3/4等延伸。

本公开的一个形态提供了一种天线，该天线包括：外部迹线，该外部迹线部分地围绕可穿戴电子装置的一部分延伸，该外部迹线具有第一端，该第一端被配置成用作天线的馈源；以及内部迹线，该内部迹线与该外部迹线嵌套并部分地围绕可穿戴电子装置的一部分延伸，该内部迹线具有第二端，该第二端被耦合到地面，其中该外部迹线的第一端被定位成与该内部迹线的第二端相反。在一些示例中，内部迹线和外部迹线可以各自具有敞开端，外部迹线的敞开端被定位成与内部迹线的第二端相邻，而该内部迹线的敞开端被定位成与外部迹线的第一端相邻。所述内部迹线和外部迹线可以是四分之一波长迹线。在一些示例中，所述内部迹线和外部迹线可以是圆形的，其中在第一端和第二端之间具有开口，该开口在90度和180度之间。包含天线的电子装置可以是耳塞，并且当耳塞被定位在用户的耳朵中时，开口朝向用户头部的上后部定向。内部迹线和外部迹线可以靠近电子装置的表面围绕触摸板延伸，并且该触摸板可以不被耦合到接地平面。在电子装置是耳塞的情况下，在耳塞被插入在用户的耳朵中时，耳塞可以具有暴露表面，其中触摸板被定位在该暴露表面上，而天线被定位成靠近该暴露表面的边缘。