Smart Watch

陶格斯 LDS 优化可穿戴设备市场的性能

在LDS 案例分析中,包括了陶格斯工程师协助 SmartWatch 天线的开发的过程。此处概述了客户应如何获得适用于 SmartWatch 的独特天线的设计、优化和执行相关的咨询服务。

正如先前的案例分析“适用于汽车行业的陶格斯 LDS 解决方案”中所示,凭借陶格斯位于台湾的 LDS 中心的能力,可以实现并制造出适用于这些产品的高创新度解决方案

标题:

智能手表

行业

可穿戴设备

挑战:

将高性能 GNSS 和 2.4GHz 蓝牙天线集成到轻巧的可穿戴设备 SmartWatch 中。

 width=

SmartWatch 的全新设计为陶格斯提供了一个与其客户紧密合作,共同面向可穿戴设备提供高度创新解决方案的机会。其面临的挑战在于如何将两根高性能、高效率的天线集成到小尺寸的紧凑型可穿戴设备中。其中一根是用于提供个人定位信息的 1575MHz GNSS 天线,另一根是用于数据通信的 2.4Ghz 蓝牙天线。

设计的第一步是对物理设备进行 3D 建模,并选择优质的 LDS 聚合物树脂。陶格斯采用 Solidworks® 对 3D 结构进行清晰的定义,并与客户沟通,确保天线可以部署在计划的产品构造中。

因为这是可穿戴设备应用,因此,选择了聚碳酸酯[PC]充当 LDS 聚合物树脂。聚碳酸酯是众多经 LPKF 批准的 LDS 聚合物树脂之一。以下是可以使用的热门 LDS 树脂列表:

  • 聚碳酸酯(PC)
  • 丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)
  • 聚丙烯(PP)
  • 尼龙(PPA)
  • 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
  • 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
  • 聚苯硫醚(PPS)
  • 液晶聚合物(LCP)

只要完成了物理设计,并选择了正确的聚合物树脂,就可以着手开始基本的天线设计。陶格斯使用 CST Microwave Studio® 进行完整的天线建模。这两根天线设计装在塑料部件的表面(见图 2)。该塑料部件通常被称为天线载体。在本案例中,天线载体的外径为 38mm,高度为 3.2mm,提供了非常紧凑的解决方案。载体还可以设计为卡到手表外壳中,提供与主电子板[PCB]的简单连接点。

 width=

 

在 CST 中进行设计建模时,可以调整设计,优化天线,无需对样品执行“试错”,这反过来会降低整个设计的成本,缩短交付时间。

(LDS Antenna locations and layout) Figure 2
(LDS 天线位置和布局)图 2

下图是在 CST 中开发出的优化辐射方向图(图 3)。

CST 建模:“天线辐射方向图 width=

首批生产的代表性 SmartWatch 框架样品通过陶格斯位于台湾的 LDS 中心完成制造。MicroLine 160i LDS 激光器(见图 4)可快速进行配置,将天线方向图的 CAD 数据准确传输到第一个模制载体表面。

当天线方向图完成时,就会使用化学镀工艺对激活的零部件区域进行金属化处理。所使用的化学镀工艺至少需要累积 12um 的铜镀层,然后再累积 4um 的镍层。

 width=

结论:

陶格斯可通过单个天线载体为客户提供两根高度集成的高效率天线。在这种小巧的紧凑型设备中,天线表现良好。陶格斯 LDS 解决方案中使用的天线可以安装在距离有源电子器件最远的位置,因此,其性能可以轻松超越传统方法。因为空间有限,传统天线很难达到空间和性能要求。LDS 可以快速地对天线方向图及其相关性能进行优化。可立随时对天线设计和方向图进行微小改动,不会增加成本,也无需进行昂贵的工具修改。产品一旦完工,可以迅速投入批量生产。

参考:

  • Solidworks® 和 CST Microwave Studio® 是法国 Dassault Systèmes 的注册商标。
  • MicroLine 160i 是由德国 LPKF 制造并许可的 LDS 激光系统。
  • *: LPKF 经 LDS 批准的聚合物树脂:http://www.lpkf.com/_mediafiles/2074-approved-plastics-lpkf-lds-2017-02.pdf http://www.lpkf.com/applications/mid/lpkf-lds-process/index.htm

相关文章:

Lazer Direct Structuring.LDS 技术

适用于汽车行业的陶格斯 LDS 解决方案

LET’S TALK

For standard product sample enquiries, please go to DigiKey, Mouser or Richardson RFPD for immediate shipments.

Alternatively you can use the form below for a quick question to our team.

必填
必填
必填
必填
必填
请告知我们需要什么支持和需求
SiteLock