具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请公开一种穿戴设备，图1a为本申请实施例公开的一种穿戴设备设备的天线系统结构的俯视图，图1b为本申请实施例公开的一种穿戴设备的天线系统结构的侧视图。

如图1a和图1b所示，本申请公开的穿戴设备，包括：环状有源天线110 和环状无源天线120，其中：环状有源天线110和环状无源天线120在穿戴设备的厚度方向间隔设置，环状有源天线110的圆心和环状无源天线120的圆心的连线垂直于环状有源天线110所在的平面和环状无源天线120所在的平面，环状有源天线110和环状无源天线120之间间隔第一距离，且环状无源天线120 的半径大于环状有源天线110的半径。

环状无源天线120通过感应环状有源天线110的电磁场形成感应电流，假设天线形式为振子天线，环状有源天线110的电流为I₁，环状无源天线120的感应电流为I₂，环状有源天线110和环状无源天线120之间间隔的第一距离为 H，同时振子电流按正弦分布，经过近似计算可得到该二元阵的方向图函数： F₂(θ)＝1+me^{j(kH*cosθ+ξ)}，其中，m表示两个天线的电流振幅比|I₂|/|I₁|，利用耦合振子的阻抗方程可以计算得到：ξ＝π+arctanX₂₁/R₂₁-arctanX₂₂/R₂₂，式中R和X分别表示电阻和电抗，R₂₁表示环状无源天线120互阻抗的电阻部分，X₂₁表示环状无源天线120互阻抗的电抗部分，R₂₂表示环状无源天线120自阻抗的电阻部分，X₂₂表示环状无源天线 120自阻抗的电抗部分。互阻抗和自阻抗影响着环状无源天线120感应场的幅度和相位，由上述关系式可知，通过改变环状无源天线120的自阻抗和互阻抗就可以改变二元阵的方向图，进一步的，可以通过改变环状无源天线120和环状有源天线110的空间关系来改变互阻抗，通过改变环状无源天线120的自身结构来改变自阻抗。

关于通过改变环状无源天线120和环状有源天线110的空间关系来改变互阻抗，具体的，可以通过改变环状无源天线120和环状有源天线110之间间隔的第一距离，从而改变环状无源天线120和环状有源天线110之间的互阻抗，进而实现对环状无源天线120和环状有源天线110组阵的辐射方向图的调整，增强天线的性能，进而提升用户体验。

在本申请实施例中，环状无源天线120的半径大于环状有源天线110的半径。通过对环状无源天线120和环状有源天线110的半径差进行调整，可以改变环状无源天线120和环状有源天线110之间的互阻抗，调整环状无源天线120 的感应电流的幅度，实现对环状无源天线120和环状有源天线110组阵的辐射方向图的调整，增强天线的性能，进而提升用户体验。

本申请提供的一种穿戴设备，包括：环状有源天线110和环状无源天线 120，其中：环状有源天线110和环状无源天线120在穿戴设备的厚度方向间隔设置，环状有源天线110的圆心和环状无源天线120的圆心的连线垂直于环状有源天线110所在的平面和环状无源天线120所在的平面，环状有源天线110 和环状无源天线120之间间隔第一距离，且环状无源天线120的半径大于环状有源天线110的半径。本申请引入环状无源天线120，将环状有源天线110和环状无源天线120间隔设置，通过设置环状无源天线120的半径大于环状有源天线110的半径，以及对环状有源天线110和环状无源天线120之间的间隔距离进行调整，实现对环状无源天线120和环状有源天线110组阵的辐射方向图的调整，增强天线的性能，进而提升用户体验。

一种可能实现的方式中，可以通过切换环状无源天线120的电长度，改变自阻抗，实现对环状无源天线120和环状有源天线110组阵的辐射方向图的调整。具体的，如图2a所示，穿戴设备还包括第一控制开关，其中：环状有源天线110的馈电点420设置在环状有源天线110的第一位置，第一控制开关用于控制环状有源天线110的第二位置、第三位置和第四位置中的至少之一与地导通或断开，其中，第一位置与第三位置的第一连线穿过环状有源天线的圆心，第二位置与第四位置的第二连线穿过环状有源天线的圆心，第一连线与第二连线垂直。

以智能手表为例，上文所述的第一位置和第三位置为智能手表中远离人手的位置。将馈电点420设置在远离人手的第一位置，可以减小人体对天线性能的影响。在第一控制开关控制环状有源天线110的接地位置不同的情况下，环状有源天线110可以激发不同的模式以及辐射方向图朝向。例如，在第一控制开关控制环状有源天线110的第二位置、第三位置和第四位置均与地断开的情况下，环状有源天线110的主要天线形式为单极子，激发单极(Monopole)模式；在第一控制开关控制环状有源天线110的第二位置或第四位置与地导通的情况下，环状有源天线110的主要天线形式为环天线，激发环状(Loop)模式, 此时环状有源天线110构成两条辐射路径，具体为馈电点420到第二位置的小环和剩余辐射臂构成的大环，二者对应的工作频率分别为f₁和f₂(f₁＞f₂)，同时，第一控制开关控制环状有源天线110的第二位置或第四位置与地导通，环状有源天线110对应的辐射方向图关于X轴镜像；在第一控制开关控制环状有源天线110的第三位置与地导通的情况下，环状有源天线110的主要天线形式为环天线，激发环状(Loop)模式,包含两条等长的辐射臂，对应的工作频率为f₃(f₁＞f₃＞f₂)。

当然，环状有源天线110的接地位置并不限于上述的第二位置或第三位置或第四位置，环状有源天线110的接地位置可以根据具体设计进行调整，本申请对此不作具体限定。

在本申请实施例中，如图2a所示，穿戴设备还包括第二控制开关410，其中：环状无源天线120的第五位置上设置有第一断口430，第二控制开关410 用于控制第一断口430的导通或断开，以及控制环状无源天线120的第六位置、第七位置和第八位置中的至少之一与地导通或断开，其中，第五位置与第一位置对应，第六位置与第二位置对应，第七位置与第三位置对应，第八位置与第四位置对应。

在本申请中，第一位置、第二位置、第三位置和第四位置为环状有源天线 110上的位置，其中，第一位置与第三位置的第一连线穿过环状有源天线110 的圆心，第二位置与第四位置的第二连线穿过环状有源天线110的圆心，第一连线与第二连线垂直。第五位置、第六位置、第七位置和第八位置为环状无源天线120上的位置，关于第五位置与第一位置对应，第六位置与第二位置对应，第七位置与第三位置对应，第八位置与第四位置对应，例如，若第一位置为环状有源天线110上的“12点钟”位置，则第五位置为环状无源天线120上的“12 点钟”位置；若第二位置为环状有源天线110上的“3点钟”位置，则第六位置为环状无源天线120上的“3点钟”位置；若第三位置为环状有源天线110 上的“6点钟”位置，则第七位置为环状无源天线120上的“6点钟”位置；若第四位置为环状有源天线110上的“9点钟”位置，则第八位置为环状无源天线120上的“9点钟”位置。

在第二控制开关410控制设置在环状无源天线120的第五位置上的第一断口430断开，且第二控制开关410控制环状无源天线120的第六位置、第七位置和第八位置均与地断开的情况下，环状无源天线120的天线形式为悬浮寄生天线，在此种状态下，辐射方向图更多朝向法向方向，对应图2b的301；在第二控制开关410控制环状无源天线120的第六位置与地导通的情况下，环状无源天线120上感应电流的相位超前环状有源天线110，故最大辐射方向图偏向环状有源天线110一侧，对应图2b的302，此时环状无源天线120主要起反射器的作用；在第二控制开关410控制环状无源天线120的第七位置与地导通的情况下，环状无源天线120为单极子形式(T模式)，此时辐射臂长度减小，环状无源天线120上感应电流的相位滞后于环状有源天线110，故最大辐射方向图偏向环状无源天线120一侧，对应图2b的304。

本申请实施例通过第二控制开关410控制切换环状无源天线120的接地位置，在不破坏结构强度的基础上，改变环状无源天线120的自阻抗，控制环状无源天线120的感应电流与环状有源天线110的相对相位，实现对环状无源天线120和环状有源天线110组阵的辐射方向图的调控，提升用户体验。

在另一种可能实现的方式中，如图3a所示，环状有源天线110的馈电点 420设置在环状有源天线110的第一位置，环状有源天线110的第三位置接地，其中，第一位置与第三位置的第三连线穿过环状有源天线110的圆心。

在环状有源天线110的馈电点420设置在环状有源天线110的第一位置，环状有源天线110的第三位置接地的情况下，环状有源天线110为环天线形式，激发环状(Loop)模式，天线的方向图的指向主要在两侧。此时，环状无源天线120的电长度大于环状有源天线110的电长度，环状无源天线120电流的相位超前于环状有源天线110电流的相位，辐射方向图偏向环状有源天线110，此时环状无源天线120主要起到反射器的作用，环状无源天线120周边设置的侧壁310可以增强环状无源天线120对环状有源天线110的反射作用。

在本申请实施例中，如图3a所示，穿戴设备还包括第三控制开关510，其中：环状无源天线120的第五位置上设置有第一断口430，环状无源天线120 的第七位置上设置有第二断口520，第三控制开关510用于控制环状无源天线 120的第六位置和第八位置中的至少之一与地导通或断开，其中，第五位置与第七位置的第四连线穿过环状无源天线的圆心，第六位置与第八位置的第五连线穿过环状无源天线的圆心，第四连线与第五连线垂直，第一位置与第五位置对应，第三位置与第七位置对应。

在第三控制开关510控制环状无源天线120的第六位置和第八位置均与地断开的情况下，环状无源天线120的形式为悬浮寄生天线，此时辐射方向图更多朝向法向方向，对应图3b的401；在第三控制开关510控制环状无源天线 120的第六位置与地导通的情况下，此时环状无源天线120的电长度大于环状有源天线110的电长度，环状无源天线120电流的相位超前与环状有源天线 110，辐射方向图偏向有源天线，对应对应图3b的402；在第三控制开关510 控制环状无源天线120的第六位置与地导通的情况下，此时环状无源天线120的电长度大于环状有源天线110的电长度，环状无源天线120电流的相位超前与环状有源天线110，辐射方向图偏向有源天线，对应对应图3b的403。通过使用场景的切换，可以实现辐射方向图的左右切换。

在进一步的技术方案中，穿戴设备还可以包括电容元件，电容元件的一端与第六位置电连接，电容元件的另一端与地电连接，和/或电容元件的一端与第八位置电连接，电容元件的另一端与地电连接。对于上文所述的环状无源天线 120，可以在第六位置与地之间和/或第八位置与地之间串联电容元件，等效于环状无源天线120的尺寸变短，进而可以产生更多的组合状态，实现控制天线辐射方向性的目的。具体的，串联的电容元件的电容越小，等效于环状无源天线120的尺寸越短。

在另一种可能实现的方式中，穿戴设备还可以包括电感元件，电感元件的一端与第六位置电连接，电感元件的另一端与地电连接，和/或电感元件的一端与第八位置电连接，电感元件的另一端与地电连接。对于上文所述的环状无源天线120，可以在第六位置与地之间和/或第八位置与地之间串联电感元件，等效于环状无源天线120的尺寸变长，进而可以产生更多的组合状态，实现控制天线辐射方向性的目的。具体的，串联的电感元件的电感越大，等效于环状无源天线120的尺寸越长。

在本申请实施例中，上文所述的第一位置与所述穿戴设备的佩戴件在垂直于所述环状有源天线110所在平面的平面上的投影重叠，如图2a所示，以穿戴设备为智能手表为例，穿戴设备的佩戴件为智能手表上连接表盘与表带的连接件，将馈电点420设置在环状有源天线110上远离人手的第一位置，也就是将馈电点420设置在连接表盘与表带的连接件的位置，可以减小人体对天线性能的影响。

在本申请中，在环状无源天线120的电长度大于环状有源天线110的电长度的情况下，环状无源天线120电流的相位超前于环状有源天线110电流的相位，辐射方向图偏向环状有源天线110，此时环状无源天线120主要起到反射器的作用。进一步的，如图4所示，环状无源天线120的周边设置有侧壁310。环状无源天线120周边设置的侧壁310可以增强环状无源天线120对环状有源天线110的反射作用。

在一种可能实现的方式中，如图5a所示，环状无源天线120可以与穿戴设备的后盖810连接。具体的，可以通过将环状无源天线120与穿戴设备的后盖810连接，将环状无源天线120和穿戴设备的后盖810整体作为无源天线，增加无源天线的感应面积，通过改变环状无源天线120和穿戴设备的后盖810 组成的无源天线的感应电流的相位，实现对天线的辐射方向性的控制。

在进一步的技术方案中，穿戴设备还可以包括第四控制开关910，环状无源天线120和后盖810被分割为多个相互独立的无源子区域，第四控制开关910 用于控制多个无源子区域之间的连接或断开。具体的，环状无源天线120和后盖810组成的无源天线可以被分割为N个相互独立的无源子区域，通过第四控制开关910控制多个无源子区域之间的连接或断开，实现对环状无源天线120 和后盖810组成的无源天线的电长度的切换，进而改变环状无源天线120和后盖810组成的无源天线的感应电流的相位。

如图5a所示，以环状无源天线120和后盖810组成的无源天线可以被分割为四个相互独立的无源子区域为例，第四控制开关910控制四个独立的无源子区域之间的连接或断开。在第四控制开关910控制四个独立无源子区域之间均断开的情况下，此时环状无源天线120和后盖810组成的无源天线为悬空寄生形式，天线的辐射方向图为法向方向，对应图5b的501；在第四控制开关 910控制如图5a所示的第一区域901、第二区域902和第三区域903连成一整块的情况下，其电长度明显大于环状有源天线110的电长度，无源天线的感应电流的相位超前环状有源天线110，辐射方向图朝向环状有源天线110一侧，起到反射器的作用，同时，如图5a所示的第四区域904的电长度短于环状有源天线110的电长度，感应电流的相位滞后于环状有源天线110，辐射方向图偏向第四区域904一侧，起到引向器的作用，当无源天线的两种效果叠加，天线的辐射方向图会偏向于第四区域904一侧，对应图5b的502。

通过第四控制开关910控制多个无源子区域之间的连接或断开，辐射方向图可以实现如图5b所示的502/503/504/505的切换，起到类似波束扫描的效果。进一步的，环状无源天线120和后盖810组成的无源天线包括的无源子区域的数量越多，波束扫描的精度也就越高。

此外，针对例如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)天线等具有高增益要求的天线，可以通过叠层设计，在Z轴方向增加反射器和引向器，提高天线的增益，提高用户体验。

本申请实施例公开的穿戴设备可以是智能手表等可穿戴设备，本申请实施例不限制穿戴设备的具体种类。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。