[发明专利]共形宽带圆极化胶囊天线

说明书

本发明公开了一种共形宽带圆极化胶囊天线，包括金属构件、柔性介质基板和金属探针。柔性介质基板紧贴于胶囊壳体的内壁，金属构件共形地附着在柔性介质基板面向内壁的一侧。金属构件包括框型金属片、第一金属条和第二金属条。第一金属条位于框型金属片的框内，并且一端连接至框型金属片。第二金属条位于框型金属片的框内，并且与框型金属片和第一金属条间隔开来。金属探针的一端连接至金属构件，另一端穿过柔性介质基板到达柔性介质基板的背面。本发明的共形宽带圆极化胶囊天线，利用第一金属条和第二金属条扰动天线内部的场，使得天线具有良好的圆极化性能及较宽的圆极化带宽，因此信号数据的接收与发送更为可靠。

技术领域

本发明涉及无线医疗设备技术领域，具体涉及一种用于无线胶囊内窥镜的共形宽带圆极化胶囊天线。

背景技术

无线胶囊内窥镜(Wireless Capsule Endoscopy，WCE)是一种做成胶囊形状的内窥镜，其作为无线植入设备，已广泛应用于医疗诊断和治疗。典型的无线胶囊内窥镜通常包括透明外壳、光源、成像元件、传感器、电池、收发模块和胶囊天线等。无线胶囊内窥镜可以通过口服进入人体，凭借消化道蠕动在消化道内运动从而窥探消化道的健康状况。与传统内腔镜相比，具有检查方便、无创伤、无导线、无痛苦、无交叉感染、不影响受检者的正常工作等优点，扩展了消化道检查的视野，克服了传统的插入式内窥镜所具有的耐受性差、不适用于年老体弱和病情危重等缺陷。然而，人体消化道包括食管、胃、小肠和结肠等器官，它们的电性能存在较大差异。对于传统的采用线极化天线的无线胶囊内窥镜，由于线极化天线的频带窄，因此当这种无线胶囊内窥镜在消化道中游走时，周围环境的变化会使线极化天线发生失调，从而无法维持无线胶囊内窥镜与外部设备的正常通信，影响植入系统的正常工作。此外，人体中的吞入式无线植入设备与外部基站的通信会受到无线植入设备中的天线位置和方向的影响。当前的无线胶囊内窥镜难以保持人体中的无线胶囊内窥镜与外部基站之间的稳定的高质量通信。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提出一种用于无线胶囊内窥镜的共形宽带圆极化胶囊天线，其能够提高置于人体中的无线胶囊内窥镜与外部基站之间的通信质量，同时还能够满足无线胶囊内窥镜的小型化、生物兼容性等特性。

为实现上述目的，本发明提出了一种共形宽带圆极化胶囊天线，包括金属构件、柔性介质基板和两个金属探针。所述柔性介质基板紧贴于胶囊壳体的内壁，并与所述内壁共形。所述金属构件共形地附着在所述柔性介质基板面向所述内壁的一侧，以夹在所述柔性介质基板和所述内壁之间。所述金属构件包括框型金属片、第一金属条和第二金属条。所述第一金属条位于所述框型金属片的框内，并且所述第一金属条的一端连接至所述框型金属片。所述第二金属条位于所述框型金属片的框内，并且与所述框型金属片和所述第一金属条间隔开来。所述两个金属探针的一端分别连接至所述框型金属片和所述第二金属条，另一端穿过所述柔性介质基板到所述柔性介质基板的背面，所述两个金属探针用于对所述金属构件进行馈电。

根据上述共形宽带圆极化胶囊天线，其采用框型金属片作为胶囊天线的地平面，采用第一金属条作为接地桩，并且金属构件的所有金属元件均位于柔性介质基板的同一层，与不同金属片叠加组成的贴片天线相比，本发明的胶囊天线结构更简单，并且更容易构造。本发明的胶囊天线可以利用共面波导馈电，无需金属地，因此这样的胶囊天线具有较宽的工作带宽。本发明的胶囊天线还利用第一金属条和第二金属条扰动天线内部的场，使得天线具有良好的圆极化性能及较宽的圆极化带宽，与线极化天线相比能够减少外部基站对天线位置的限制，因此信号数据的接收与发送更为可靠。此外，金属构件形成的天线弯曲后紧贴胶囊壳体的内壁，与胶囊壳体共形，这样的布置方式与嵌入式天线相比，显著减小了天线在胶囊内部占据的空间，使得胶囊具有更大的内部空间，以便放置其他元件。

优选地，所述框型金属片的形状包括矩形框、圆形环和椭圆形环。

在其中一个实施例中，当所述框型金属片的形状为矩形框时，所述矩形框的各边的宽度不一致。