双频GPS通讯设备和通讯手表

技术领域

本发明实施例涉及无线通讯设备技术领域，特别涉及一种双频GPS通讯设备和通讯手表。

背景技术

随着终端移动技术的发展，电子集成，软硬件功能越来越强大，智能穿戴产品手表具有正常时间功能，通话功能，导航功能，蓝牙功能，支付功能等。而一款具有优秀的GPS性能的手表，对于爱好运动的人们和儿童尤为重要，以使用GPS生成成绩和/或其它基于位置的信息。

对于现有的具有GPS功能的金属环手表，其GPS工作在L1频段，GPS定位效果较差，特别在一些复杂场景下，如室内、周边有信号干扰的环境，其GPS定位效果更差，给使用者带来诸多不便。尤其对于一些对定位要求高的使用者，这就更加不能满足这部分使用者的使用要求。不仅如此，现在厂商为了手表质感和观感更好，往往采用金属外壳，而金属外壳又进一步屏蔽了GPS的信号，所以使得手表的定位效果较差。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种双频GPS通讯设备和通讯手表，提高通讯设备的定位性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种双频GPS通讯设备包括：显示组件、电路板、辐射体和金属外框；所述金属外框内设置有容纳腔，所述电路板和所述辐射体均安装在所述容纳腔内，所述显示组件与所述金属外框固定连接；所述电路板上设置有GPS馈电点，以及接地点，所述GPS馈电点用于发射不同频率的信号；所述辐射体分别与GPS馈电点以及接地点存在间隙；所述辐射体与所述金属外框存在间隙。

另外，所述辐射体分别与GPS馈电点以及接地点的距离范围为1毫米至3毫米。

另外，所述辐射体与所述金属外框的距离为1毫米至3毫米。

另外，所述容纳腔的内壁呈现圆弧状，所述辐射体的边缘与所述容纳腔的内壁形状相匹配。

另外，所述显示组件朝向所述辐射体一侧设置有屏蔽层，所述屏蔽层阻隔所述辐射体与所述显示组件间的信号。

另外，所述辐射体呈薄片状，且所述GPS馈电点和接地点在所述辐射体的投影内。

另外，所述电路板上还设置有LTE馈电点；所述LTE馈电点与所述辐射体存在间隙，且所述LTE馈电点位于所述辐射体的投影内。

另外，所述辐射体与所述电路板的表面相平行。

另外，所述双频GPS通讯设备还包括：蓄电池；所述蓄电池固定在所述电路板的一侧，所述电路板的另一设置所述GPS馈电点以及所述接地点。

本发明的实施方式还提供了一种通讯手表，包括：表带和双频GPS通讯设备，所述表带安装在所述双频GPS通讯设备上。

本发明实施方式相对于相关技术而言，本发明实施例提供的双频GPS通讯设备在需要定位功能时，通过GPS馈电点发射信号，然后通过辐射体的作用发出通讯信号。此时GPS馈电点对应GPS的L1和L5两个工作频段，即可以发送两个不同的信号，所以GPS的定位通过L1和L5两个工作频段来定位，因此可以提高通讯设备的定位性能。由于双频GPS通讯设备外框采用金属材质制成，所以会对信号产生一定的屏蔽作用。另外金属外框与电路板之间形成天线辐射腔体，本发明设置辐射体与金属外框之间存在间隙，通过辐射体与金属外框的间隙电流耦合，使得辐射体与金属外框形成GPS谐振波形，从而发射信号。避免了金属外框与天线性能之间的设计矛盾，从而解决现有技术中金属外框的通讯设备定位性能差的问题。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明实施方式的分解结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的电路板、辐射体以及金属外框相对位置的结构示意图；

图3是根据本发明实施方式的拼接状态的剖视结构示意图；

图4是根据本发明实施方式测得的GPS天线S11参数图；

图5是根据本发明实施方式测得的GPS天线效率图；

图6是根据本发明实施方式测得的LTE天线S11参数图；

图7是根据本发明实施方式测得的LTE天线效率图。

图中的附图标记及名称如下：

10、显示组件；

20、电路板；21、GPS接地点；22、GPS馈电点；23、外框接地点；24、LTE馈电点；

30、辐射体；

40、金属外框；41、容纳腔；42、边框体；43、底盖；

50、蓄电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在本发明实施方式中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施方式，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“开设”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

图1是根据本发明实施方式的分解结构示意图；图2是根据本发明实施方式的电路板20、辐射体30以及金属外框40相对位置的结构示意图；图3是根据本发明实施方式的拼接状态的剖视结构示意图。参见图1至图3所示，本发明涉及一种双频GPS通讯设备和通讯手表。其中双频GPS通讯设备，包括：显示组件10、电路板20、辐射体30和金属外框40；所述金属外框40内设置有容纳腔41，所述电路板20和所述辐射体30均安装在所述容纳腔41内，所述显示组件10与所述金属外框40固定连接；所述电路板20上设置有GPS馈电点22以及接地点，所述GPS馈电点22用于发射不同频率的信号；所述辐射体30分别与GPS馈电点22以及接地点存在间隙；所述辐射体30与所述金属外框40存在间隙。其中，电路版20可以贴合在显示组件10的背面。

在需要定位功能时，通过GPS馈电点22发射信号，然后通过辐射体30的作用发出通讯信号。此时GPS馈电点22对应GPS的L1和L5两个工作频段，即可以发送两个不同的信号，所以GPS的定位通过L1和L5两个工作频段来定位，因此可以提高通讯设备的定位性能。由于双频GPS通讯设备外框采用金属材质制成，所以会对信号产生一定的屏蔽作用。另外金属外框40与电路板20之间形成天线辐射腔体，本发明设置辐射体30与金属外框40之间存在间隙，通过辐射体30与金属外框40的间隙电流耦合，使得辐射体30与金属外框40形成GPS谐振波形，从而发射信号。避免了金属外框40与天线性能之间的设计矛盾，从而解决现有技术中金属外框40的通讯设备定位性能差的问题。

在本实施例中，接地点包括GPS接地点21和外框接地点23，其中GPS接地点21也仅有一个，用于对应GPS的L1和L5两个工作频段，而外框接地点23用于关联到金属外框40。

具体地，通过调整金属外框40接地位置和辐射体30的GPS接地点21加阻抗匹配完成GPS的L1和L5工作频率的谐振调谐。

GPS馈电点22可以发送GPS的L1和L5两个工作频段，但是在其他实施例中可以将GPS馈电点22拆分成两个单独的馈电点分别可以发送GPS的L1和L5两个工作频段。

图4是根据本发明实施方式测得的GPS天线S11参数图；图5是根据本发明实施方式测得的GPS天线效率图。参见图4所示，图中共标出4个点。第一个点对应1.176GHz，对应的参数数值为-9.4536dB；第二个点对应1.575GHz，对应的参数数值为-8.5156dB；第三个点对应2.400GHz，对应的参数数值为-1.7957dB；第四个点对应2.500GHz，对应的参数数值为-1.7912dB。从中可看出，图4中第一个点和第二个点对应着GPS的L5和L1工作频段，可见，在这两个工作频段下，GPS的S11参数更优。参见图5所示，图中示出了行业标准线，即虚线所示；图中还示出了本方案实测的数据，即实线所示。图5中选出了两个频率以及其对应的数值，为1178MHz对应-12.6468，以及1575MHz对应-12.3304，即分别对应GPS的L5和L1工作频段；图中可以明显看出GPS的L1和L5工作频段明显高于行业标准线。

从上述图4和图5的数据分析和对比可知，本方案的提供的GPS的L1和L5工作频段明显高出行业标准；也从实验数据上说明本方案采用辐射体30的方式使得GPS的L1和L5工作频段通讯效率高。

需要说明的是，上述GPS的L1和L5工作频段对应的数值并非是完全相同，会存在一点误差，主要是取点存在误差。

如图1至图3所示，所述辐射体30分别与GPS馈电点22以及接地点的距离范围为1毫米至3毫米。该设置可以保证辐射体30处于正常工作状态。如果距离过大，或者距离过小时，均会使得辐射体30效果变差，甚至失效，无法正常工作。

同理如图3所示，所述辐射体30与所述金属外框40的距离为1毫米至3毫米。该设置同样可以保证辐射体30处于正常工作状态。如果距离过大，或者距离过小时，均会使得辐射体30效果变差，甚至失效，无法正常工作。

具体在本实施例中，所述辐射体30分别与GPS馈电点22以及接地点的距离范围为2毫米；所述辐射体30与所述金属外框40的距离为2毫米。

所述容纳腔41的内壁呈现圆弧状，所述辐射体30的边缘与所述容纳腔41的内壁形状相匹配。辐射体30的外形与容纳腔41的内壁相匹配，使得辐射体30发射信号时，边缘位置与容纳腔41的内壁的距离基本相同。

具体地，如图1至图3所示，金属外框40整体呈现环形结构，使得双频GPS通讯设备构成了LOOP天线，更加有利信号的传输。

如图1所示，金属外框40包括边框体42和底盖43，边框体42为环形结构，底盖43和显示组件10分别封闭边框体42的两端，使得容纳腔41形成一个完全封闭的空间，起到防尘和防水的作用。

而边框体42的材料选择金属材料，底盖43也采用金属材料。将边框体42与底盖43固定时，可以采用粘接的方式固定。在其他实施例中，可以采用超声焊接、或者螺纹配合的方式固定，此处不做一一限定，也无法穷举。

具体地，所述显示组件10朝向所述辐射体30一侧设置有屏蔽层，所述屏蔽层阻隔所述辐射体30与所述显示组件10间的信号。由于显示组件10的自身就存在电信号，也会因为电信号的存在而导致存在杂波，所以要设法将显示组件10的杂波与辐射体30间的信号发生干扰。

此处的屏蔽层可以采用氧化体。氧化体做成的屏蔽层自身比较薄，基本不占空间，而且吸波效果好。当然，也可以采用其他的材料做屏蔽层，此处不做具体限制。

如图1所示，所述辐射体30呈薄片状，且所述GPS馈电点22和接地点在所述辐射体30的投影内。该设置确保GPS馈电点22和接地点能与辐射体30相关联。如果辐射体30偏移出GPS馈电点22和接地点任一点，容易导致偏出的所在点无法与辐射体30产生关联，从而导致双频GPS通讯设备的通讯效果欠佳甚至失效。需要说明下，此处的辐射体30投影可以不用覆盖外框接地点23。

其中，所述辐射体30与所述电路板20的表面相平行。此状态下的辐射体30距离电路板20的各个点距离基本相同。关联到金属外框40时，由于金属外框40也接近于圆环形，所以金属外框40几何中心也与辐射体30的几何中心基本相同，有利于辐射体30的信号传输至金属外框40。

其中，所述辐射体30为铜箔。铜箔具有良好的导电性能。当然不仅可以采用铜箔，还可以采用其他材质制成，如铜合金。

如图1所示双频GPS通讯设备还包括：蓄电池50；所述蓄电池50固定在所述电路板20的一侧，所述电路板20的另一设置所述GPS馈电点22，以及所述接地点。蓄电池50直接固定在电路板20上有利于缩减体积。而且有利于模块化组装。

另外，通过显示组件10还包括：NFC模组、LCD屏、玻璃板。通过LCD瓶可以用于触控操作，NFC模组可以用于近场交互。并通过集成的方式集成到显示组件10上，方便安装。

为了提高双频GPS通讯设备的性能，如图3所示。所述电路板20上还设置有LTE馈电点24；所述LTE馈电点24与所述辐射体30存在间隙，且所述LTE馈电点24位于所述辐射体30的投影内。通过增加LTE馈电点24，使得双频GPS通讯设备增加了网络数据传输功能。

而且所述辐射体30与所述LTE馈电点24的距离为1毫米至3毫米。该设置同样可以保证辐射体30处于正常状态。如果距离过大，或者距离过小时，均会使得辐射体30效果变差，甚至失效，无法正常工作。而利用本方案又避免了LTE的工作频段与GPS的L5工作频段发生严重干扰。

具体地，图6是根据本发明实施方式测得的LTE天线S11参数图；图7是根据本发明实施方式测得的LTE天线效率图。参见图6，在测试曲线中选取了八个数据点，分别为：第一个点对应0.880GHz，对应的参数数值为-4.1803dB；第二个点对应0.960GHz，对应的参数数值为-6.3966dB；第三个点对应1.710GHz，对应的参数数值为—5.1781dB；第四个点对应2.200GHz，对应的参数数值为-10.467dB；第五个点对应2.300GHz，对应的参数数值为-17.054dB；第六个点对应2.500GHz，对应的参数数值为-20.062dB；第七个点对应2.700GHz，对应的参数数值为-9.9730dB；第八个点对应1.176GHz，对应的参数数值为-6.0629dB。从中可看出，图6中第五个点和第六个点之间对应的工作频段的LTE天线参数比其他工作频段下更优秀。参见图7所示，图中示出了本方案实测的LTE天线在不同工作频段下的效率数据，即实线所示。图中选出了四个频率以及其对应的数值，分别为860MHz对应-19.5；990MHz对应-15.9；1720MHz对应-11.8；2670MHz对应-9.3。可见图7中的第三个点至第四个点之间的工作频段下，天线效率最高。即此时对应图6中的第五个点和第六个点。

结合图4至图7所示，本方案提供的双频GPS通讯设备在同时使用了GPS的L1和L5两个工作频段，以及使用了4G的LTE工作频段，还能保证GPS的L5工作频段以及LTE的4G工作频段能有较高的效率。可见本方案可有效兼容GPS的L5工作频段和LTE的4G工作评断频段，从而提高通讯效率。

本发明提供的一种通讯手表，包括：表带和双频GPS通讯设备，所述表带安装在所述双频GPS通讯设备上。形成手表用于佩戴。

以上对本发明实施方式提供的“主题名称”进行了详细地介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。