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某儿童智能手表拆解:是否是可借鉴的天线设计

2017-07-01   来源:互联网   点击:
导语:上期我们已经拆解了某儿童智能手表,而此次我们又带来了某天才儿童智能手表拆解分析。 2014是智能手表的元年,2015年则迎来了井喷的一年。依目前的趋势看,2016年儿童智能手表市场依旧红火不断!另据,...

导语上期我们已经拆解了某儿童智能手表,而此次我们又带来了“某天才”儿童智能手表拆解分析。

2014是智能手表的元年,2015年则迎来了井喷的一年。依目前的趋势看,2016年儿童智能手表市场依旧红火不断!另据,相关研究报告称“智能穿戴行业已陷入同质化怪圈”,但是我们无法否认只要有需求就会有市场,因此,依然会有更多的品牌以及团队觊觎儿童手表这个市场。
    
上期我们已经拆解了某儿童智能手表,而此次我们又带来了“某天才”儿童智能手表拆解报告。

一、手表功能分析

一般来讲,儿童智能手表都有着非常丰富的功能,而不同的功能又需要不同的硬件模块来实现,所以了解手表的基本功能还是十分有必要的。
 
该款儿童智能手表基本功能,包括双向通话、体感接听、GPS 定位等功能。而定位的功能采用GPS、WIFI、基站三重定位方式进行定位。

二、手表拆解分析

今天我们带来的是一款橙色的儿童智能手表。从外观来看,该手表没有上一期我们拆解的手表漂亮,或许2016款可能更讨人喜爱吧。

 
表带和整体可以分开
    
该手表表带与表盘可较为轻易的进行分离开来。


近距离看,该手表很突兀,正面只有home键,并无任何侧面按键。

充电电路设计在机身背面
 
手表表盘背部,除了一些认证标识和说明信息外,剩下的主要就是螺丝孔位置,以及充电接口。
 
1、天线部分

拿下表盘表层盖板后,可以很直观的看到天线。
 天线采用LDS工艺做在外表面
 
该天线采用了LDS工艺,并被置于手表外层,天线信号不易失真。
LDS天线工艺

其实,LDS技术早在数年前的手机天线设计上得到了采用。简单的说(对于手机天线设计与生产),在成型的塑料支架上,利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线pattern。而今天这款手表在天线设计上也采用了类似的技术。

LDS工艺过程如下:
LDS原料----注塑成型---LDS镭雕----化镀---喷涂(可以不用)
    
手表机身很小,此种设计可以节约空间,同时能够为天线营造好的环境。

 天线走线尽量往屏幕布,避开人手(距离底壳约为6mm)
   
主天线和蓝牙之间的距离是6mm,且主天线是PIFA形式,蓝牙是IFA形式,避免了同种天线形式之间的互相干扰。

主天线走线
 

天线宽度为7.6mm,天线长度为40mm,天线整个的面积约为311平方毫米。
    
进一步拆解,我们可以看到主天线馈电点、BT馈电点,以及GPS模块。

 
选择好的馈电点位置对天线的性能至关重要,所以现在很多产品在前期评估时,都会运用相关的仿真软件分析馈点的可行性。

GPS采用16x6x4长条形的陶瓷片
 
儿童智能手表当然少不了GPS定位功能。GPS就是通过接受卫星信号,进行定位或者导航的终端,而接受信号就必须用到天线。
    
由于GPS卫星信号L1为开放的民用信号,频率为1575.42MHZ,信号为圆形极化,信号强度为-166DBM左右,属于比较弱的信号。这些特点决定了要为GPS信号的接受准备专门的天线。通过进行拆解,我们发现,该手表的GPS模块采用了长条形的陶瓷片天线。通常陶瓷片大多是正方形设计,不仅最节省空间,同时又能保证在XY方向上共振基本一致,从而达到均匀收星的效果。 
    
在这里,经我们对GPS天线的陶瓷片测量,该陶瓷片为尺寸为16mmx6mmx4mm的长条形设计。陶瓷片如此设计,即增大了陶瓷片的面积,又合理的利用了整机有限的内部空间。

2、环境处理部分

 屏蔽盖上加导电泡棉确保电池接地 
 
电池接地一般都是应对电池对天线性能产生的干扰所采取的措施,而这里使用了导电泡棉接地。

陶瓷天线的屏蔽盖用铜箔接地

陶瓷天线的屏蔽盖将铜箔当导线用作接地。
 
 
屏幕和排线使用铜箔贴进行电磁屏蔽,又通过加导电海绵确保与主板能较好的地接。

 

此处的屏蔽盖用于屏蔽排线的接口及马达等干扰源。

一般而言,像排线、马达这些金属面积较大的器件会对信号有很大的干扰,所以,此处使用了屏蔽盖用于屏蔽排线的接口及马达等干扰源。

3、结构设计部分
馈电点之间的距离为4.5mm
 
馈电和馈地之间的距离可以用来调谐,即阻抗匹配。


蓝牙是用单极(monopole)天线,预留的接地点和馈点之间的距离是4.5mm


这里的顶针是双簧的,并且还是有弹性的,通过它来连接PCB板和天线馈电点。

红色区域内是天线的净空区域
 
馈电和馈地之间的距离可以用来调谐,即阻抗匹配。

净空宽度4mm
 
净空长度为28mm

4、主天线性能

以下是对主天线性能做的无源与有源测试:

无源测试
 
有源测试
 
总结:

1、天线采用LDS工艺做在外壳上,有利于天线充分辐射能量。
2、该手表尽量使地形成了一个整体,各个小件之间的接地很充分。
3、天线旁边尽量净空了,同时也无产生干扰的小元器件。

来源:RFsister

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