應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線，所述微帶天線黏附在無線膠囊內窺鏡的膠囊外壁上，其特征在于所述微帶天線包括：饋線端，作為微帶天線的輸入端；與饋線端電性連接的外回型天線部分和內回型天線部分；其中外回型天線部分，其長度對應于第一期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分，其長度對應于第二期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分嵌設在外回型天線部分內部，且第一期望頻帶與第二期望頻帶的中心頻率均小于等于1GHz。該天線為膠囊外壁貼壁天線，其工作頻率低于1GHz、具有超帶寬，尺寸較小、適合工作于人體小腸內。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線，所述微帶天線黏附在無線膠囊內窺鏡的膠囊外壁上，其特征在于所述微帶天線包括：饋線端，作為微帶天線的輸入端；與饋線端電性連接的外回型天線部分和內回型天線部分；其中外回型天線部分，其長度對應于第一期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分，其長度對應于第二期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分嵌設在外回型天線部分內部，且第一期望頻帶與第二期望頻帶的中心頻率均小于等于1GHz。該天線為膠囊外壁貼壁天線，其工作頻率低于1GHz、具有超帶寬，尺寸較小、適合工作于人體小腸內。【專利說明】應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線
本專利技術屬于體內偵測檢測
，具體涉及一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線。
技術介紹
人類使用內窺鏡來偵測體內器官的歷史可追溯到19世紀，1806年德國科學家Philipp Bozzini首次專利技術了使用燭光偵測人體膀胱和腸道的內窺鏡雛形。此后，不同種類的內窺鏡(如胃鏡，用以偵測胃部病變；結腸鏡，用以檢測腸道病變)被不斷地發(fā)展與改進，用以幫助醫(yī)生對病人進行活體消化系統(tǒng)的病癥檢測。在過去的二十年中，相關的科學技術得到了迅速的發(fā)展，一種能用于代替胃鏡和結腸鏡的醫(yī)學輔助設備一無線膠囊內窺鏡的誕生，使同時檢測胃部及腸道病癥變成了可能。無線膠囊內窺鏡與傳統(tǒng)內窺鏡的區(qū)別在于，醫(yī)生無需將帶軟管的內鏡插入病人體內，而且患者可保持正常活動和生活。可供人吞服的膠囊內窺鏡，以其較小的體積很大程度地降低了傳統(tǒng)內窺鏡(帶軟質管道的)給病人帶來的痛苦；且其方便衛(wèi)生的特性，受到了醫(yī)學界的認可。無線膠囊內窺鏡是一種膠囊外形的小型電子醫(yī)療設備，內置LED (提供光源)、成像系統(tǒng)(捕捉圖像)、多種傳感器、電池(提供電源)、發(fā)射模塊和天線(傳輸和處理信號)等元件。目前已被應用的無線膠囊內窺鏡，如由Olympus醫(yī)藥公司研發(fā)的M2A型膠囊內窺鏡(尺寸為Ilmm x27mm)，在被人體吞入后，可連續(xù)工作7?8小時。其間,會以每秒兩幀的速率對消化系統(tǒng)進行拍照，最終獲取約50，000張彩色圖片。膠囊外殼是由特殊生物材料密封，可抵抗胃酸和強大的消化酶。被病人吞咽后，膠囊內窺鏡可由消化道蠕動或定位控制系統(tǒng)的牽引慢慢地推進，也可在病兆部位停留，這為5-7米長的全段小腸提供有效的檢查手段。然而，目前的膠囊內窺鏡技術仍存在諸多問題，比如圖像質量有限、傳輸速率較低、電池能量維持時間短等問題。而解決以上問題的首要條件是要有一款滿足可靠通信需求、提高傳輸速率、盡量不受電池金屬外殼影響的天線。其具體要求如下:第一，為了使患者在吞服膠囊時不會感到疼痛和不適，并能夠正常排出體外，無線膠囊內窺鏡的尺寸應盡量小，這就要求天線的尺寸也要小并且能進行正常通信。而在中國專利編號為CN1851982A的專利中提出的無線內窺鏡膠囊微帶天線裝置是放在膠囊殼內，雖然天線尺寸較小，但仍然占據了膠囊殼內的空間。第二，膠囊天線的通信頻率越大，人體對電磁波的吸收作用越顯著，將導致大量的能量被人體吸收而非傳輸至體外接收天線，從而導致天線的輻射強度和輻射效率都有所減小，故要選擇通信頻率較低(低于IGHz)的微帶天線。第三，為了避免天線在正常工作時進入盲區(qū)，要使發(fā)射位置與傳輸信號的方向具有獨立性，因此要求天線具有全向性，可以在人體中的任何位置都能發(fā)射信號以便正常工作。第四，體內膠囊和體外便攜式無線收發(fā)裝置在給定的某頻段(如500MHz)上采用某種給定的調制方式(如ASK)通信，為了達到每秒傳輸多幀膠囊內圖像，傳感器所采集到的醫(yī)學圖像數據碼率通常要在2Mbps以上，天線必須滿足可靠通信的需求。第五，考慮到人體環(huán)境會對天線特性產生一定的影響，而且通信機制中具體調制方式的信號頻譜帶寬和集成電路工藝偏差以及其他效應帶來的信號中心頻率偏移，這就要求膠囊天線有一定的阻抗帶寬。同時，無線膠囊內窺鏡采用電池供電，為了減少能量消耗，則要提高圖像傳輸速率，這就要求天線的帶寬要盡可能寬。第六，無線膠囊內窺鏡采用電池供電，其金屬外殼也會影響某些類型天線的特性；考慮到成本問題，天線應當便于加工制造，對制造精度要求較低，這就要求天線應受膠囊殼厚度和膠囊殼半徑的影響較小。目前，膠囊內窺鏡中的天線類型有兩種:膠囊內立體天線和膠囊外壁的貼壁天線。膠囊內天線占據膠囊內空間，制約了膠囊殼的大小；中心頻率低于IGHz膠囊貼壁天線的頻帶寬度只有260MHz ;頻帶寬度超過300MHz的貼壁天線其中心頻率都高于1GHz。本專利技術因此而來。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術目的在于提供一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線，解決了現(xiàn)有技術中無線膠囊內窺鏡使用的微帶天線存在占用膠囊內空間、通信頻率高、電池維持時間短等技術問題。為了解決現(xiàn)有技術中的這些問題，本專利技術提供的技術方案是:一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線，所述微帶天線黏附在無線膠囊內窺鏡的膠囊外壁上，其特征在于所述微帶天線包括:饋線端，作為微帶天線的輸入端；與饋線端電性連接的外回型天線部分和內回型天線部分；其中外回型天線部分，其長度對應于第一期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分，其長度對應于第二期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分嵌設在外回型天線部分內部，且第一期望頻帶與第二期望頻帶的中心頻率均小于等于1GHz。優(yōu)選的技術方案是:所述第一期望頻帶的中心頻率為305MHz-765MHz，所述第二期望頻帶的中心頻率為313MHz-578MHz。優(yōu)選的技術方案是:所述微帶天線的中心頻率為445MHz?535MHz。優(yōu)選的技術方案是:所述第一期望頻帶的中心頻率為535MHz，所述第二期望頻帶的中心頻率為445MHz。優(yōu)選的技術方案是:所述內回型天線部分內部嵌設第三天線部分，用于提高饋線端的匹配阻抗。優(yōu)選的技術方案是:所述饋線端的長度為1mm，第三天線部分為矩形貼片。優(yōu)選的技術方案是:所述饋線端的長度為7mm，第三天線部分為不規(guī)則形狀貼片。優(yōu)選的技術方案是:所述微帶天線還包括第四天線部分，用于作為接地端，電性連接饋線端。優(yōu)選的技術方案是:所述微帶天線的各天線部分采用以金屬條、金屬線或二者結合的方式制成。本專利技術的另一目的在于提供一種所述的應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線可用于無線膠囊內窺鏡中體內信號的發(fā)射。本專利技術應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線屬于無線膠囊內窺鏡系統(tǒng)中的小型化天線，由于該天線為貼片微帶天線，使用時可以粘貼在無線膠囊內窺鏡的膠囊外壁上，解決了無線膠囊內窺鏡內部空間占用的問題。本專利技術的應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線可作為人體小腸內、工作在UHF段、超寬帶的小型化微帶天線，應用于無線膠囊內窺鏡，屬于臨床醫(yī)學輔助設備
。本專利技術針對技術背景中提出的諸多問題，加以改進:第一，由Sumin Yun 等撰寫的 Outer-Wall Loop Antenna for UltrawidebandCapsule Endoscope System文獻中的環(huán)路天線，其中心頻率在500MHz (低于IGHz),但是其頻帶寬度只有260MHz。本專利技術技術方案將兩個長度不同的回路天線連接在一起，使之產生的兩個接近的諧振頻率，增大了整個天線的頻帶寬度，這就為提高數據傳輸速率提供了基礎，也避免了人體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種應用于無線膠囊內窺鏡的雙頻微帶天線，所述微帶天線黏附在無線膠囊內窺鏡的膠囊外壁上，其特征在于所述微帶天線包括：饋線端，作為微帶天線的輸入端；與饋線端電性連接的外回型天線部分和內回型天線部分；其中外回型天線部分，其長度對應于第一期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分，其長度對應于第二期望頻帶的中心頻率的全波長；內回型天線部分嵌設在外回型天線部分內部，且第一期望頻帶與第二期望頻帶的中心頻率均小于等于1GHz。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：林永義，王炤，楊民助，王璟琛，
申請(專利權)人：西交利物浦大學，
類型：發(fā)明
國別省市：