[发明专利]一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线

说明书

本申请涉及一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线。共形于无线胶囊内窥系统中，所述植入式天线包括：柔性基板、接地板、辐射单元和馈电单元；接地板、辐射单元和馈电单元设置在柔性基板的一个平面上；接地板包括：地板和U型地板支节；辐射单元包括：辐射贴片和开口环形谐振器；辐射贴片为开槽辐射贴片，开口环形谐振器加载在开槽辐射贴片的槽中；开口环形谐振器等效为LC振荡电路；馈电单元与所述辐射贴片连接。采用本方法能够使得植入式天线适应于无线胶囊内窥系统中。

技术领域

本申请涉及共面波导馈电平面单极子天线技术领域，特别是涉及一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线。

背景技术

随着植入式电子医疗的迅速发展，微型医用设备随之广泛推广开来。在医疗应用中，无线胶囊内镜(WCE)系统被引入来捕获消化道图像以检测人体组织生理状态，以此来判断人体的身体健康状况。天线是实现人体内部无线胶囊内窥镜系统与外界无线通信的重要部件。由于人体内部组织结构复杂，具有高介电常数、高损耗等特性，因此对天线的性能有严格的要求。另一方面由于胶囊系统小型化的需求，又不得不减少天线的体积。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种解决能够无线胶囊内窥镜系统中天线设计复杂问题的一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线。

一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线，共形于无线胶囊内窥系统中，所述植入式天线包括：

柔性基板、接地板、辐射单元和馈电单元；所述接地板、所述辐射单元和所述馈电单元设置在所述柔性基板的一个平面上；

所述接地板包括：地板和U型地板支节；

所述辐射单元包括：辐射贴片和开口环形谐振器；

所述辐射贴片为开槽辐射贴片，所述开口环形谐振器加载在开槽辐射贴片的槽中；所述开口环形谐振器等效为LC振荡电路；

所述馈电单元与所述辐射贴片连接。

一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线的参数设计方法，所述方法包括：

确定无线胶囊内窥系统的尺寸，以及确定权利要求1至7任一项所述的植入式天线的增益参数和频段；

以所述无线胶囊内窥系统的尺寸和所述频段为约束条件，所述增益参数为优化目标，通过仿真技术对所述植入式天线的尺寸进行仿真，分别得到地板、U型地板支节、辐射贴片、开口环形谐振器以及馈电单元的尺寸参数。

上述一种无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线，通过柔性基板，一方面便于共形，另一方面柔性材料更能贴合人体组织表面，较好的适应于无线胶囊内窥系统的应用场景；然后，在接地板中引入了U型地板支节，可以增加天线的谐振点，提升天线的阻抗带宽，另外，将天线外层的U形接地面扩增大，有利于扩大天线接地面与环绕带之间电容耦合区域的面积，从而增加提高辐射面的电场强度；最后，在辐射单元中加载开口环形谐振器，降低了环路的电感大小，从而改善了天线的阻抗匹配特性。因此，开口环形谐振器一方面可以提升天线的阻抗匹配，改善天线的回波损耗，另一方面还可以提升天线的增益。

附图说明

图1为一个实施例中无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线的结构图；

图2为一个实施例中无线胶囊内窥系统的超宽带柔性植入式天线参数示意图；

图3为一个实施例中天线植入皮肤组织的示意图；

图4为一个实施例中天线回波损耗示意图；

图5为一个实施例中天线在1.4GHz的二维方向图；

图6为一个实施例中天线在2.45GHz的二维方向图；

图7为一个实施例中天线在1-3.2GHz频段内的增益示意图。