[發明專利]一種應用于生物醫學遙測的植入式MIMO天線

有效

• 申請號: 201710585305.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107611595B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 常天海;黃進宏;劉雄英
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q1/52;H01Q1/27
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發明公開了一種應用于生物醫學遙測的植入式MIMO天線，包括天線輻射貼片結構、介質基板、金屬地板及短路探針結構，所述天線輻射貼片結構設置在介質基板的上表面，所述金屬地板設置在介質基板的下表面，所述短路探針結構用于連接金屬地板及天線輻射貼片結構，所述天線輻射貼片結構包括兩個尺寸相同的矩形輻射單元，該天線具有小型化，低剖面，高增益，抗干擾，多天線單元等滿足天線大數據傳輸，生物相容性等優點。

技術領域

本發明涉及移動醫療無線通信領域，具體涉及一種應用于生物醫學遙測的植入式MIMO天線。

背景技術

隨著微電子技術和生物醫學的發展，人體植入式設備正逐漸應用到人們生活的方方面面。由于能夠給患者帶來便捷與舒適的醫療監測與診斷，遠程植入式醫療設備將得到廣泛應用。植入式天線作為植入式醫療設備與體外基站進行穩定通信鏈路鏈接的關鍵部件之一，其性能將會影響到整個系統數據傳輸的穩定性和準確性。同時考慮到植入式天線工作的復雜的有耗生物組織環境，植入式天線設計要滿足諸多要求，如天線抗干擾能力，天線小型化，天線的生物相容性，電磁輻射安全性等。而如今隨著物聯網的發展，移動醫療技術對植入式設備大數據容量和高數據傳輸速率的需求越來越大，如膠囊內窺鏡在腸道疾病中的拍攝診斷時對腸道短時間內大量拍攝達到2?images/s，即數據傳輸速率大約為1-2MB/s。而傳統的單輸入單輸出天線系統在天線設計完成之后，其在滿足的指標要求內的傳輸數據帶寬和頻譜是一定的，不足以滿足未來發展。因而將移動通信技術中的MIMO技術應用到植入式設備中，在不增加帶寬和功耗的前提下，可以顯著提高系統的傳輸數據速率和信道容量。同時，利用MIMO系統的空間分集增益、空間復用增益來提高天線的鏈路穩定性，增強天線抗信道衰落和多徑干擾能力。

目前植入人體的天線中，單輸入輸出系統天線難以適應大數據發展的要求，天線設計正朝著MIMO技術方向發展，同時其還需考慮生物兼容性、小型化。低功耗以及生物安全性等，這些限制都將增大植入式天線的設計難度。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種應用于生物醫學遙測的植入式MIMO天線。

本發明采用如下技術方案：

一種應用于生物醫學遙測的植入式MIMO天線，包括天線輻射貼片結構、介質基板、金屬地板及短路探針結構，所述天線輻射貼片結構設置在介質基板的上表面，所述金屬地板設置在介質基板的下表面，所述短路探針結構用于連接金屬地板及天線輻射貼片結構；

所述天線輻射貼片結構包括兩個尺寸相同的矩形輻射單元，兩個矩形輻射單元設置在介質基板對角線的兩端，且關于介質基板的中心對稱，每個矩形輻射單元內開有十字形槽，所述十字形槽靠近介質基板中心的位置加載電磁帶隙結構。

兩個十字形槽關于介質基板中心對稱，所述十字形槽的一條槽設置在介質基板的對角線上，另一條槽垂直于對角線。

所述電磁帶隙結構由螺旋曲線開槽及地板連接枝節構成。

所述短路探針結構包括四個探針，具體位于所述螺旋曲線開槽的中心。

所述金屬地板包括與兩個矩形輻射單元互異分布且重疊一角的兩個正方形單元及位于介質基板對角線上的去耦合枝節，所述正方形單元上開有兩個相互垂直的矩形槽。

所述去耦合枝節的兩端為弧形。

天線結構為四角是圓弧倒角的方形結構。

還包括生物相容性結構，所述生物相容性結構覆蓋在天線輻射貼片結構上。

所述電磁帶隙結構為四個，每個十字形槽設置兩個，具體設置在介質基板的對角線上的的兩側。

所述兩個矩形輻射單元分別由彎曲的微帶線連接饋電，兩個彎曲的微帶線關于介質基板對角線對稱。

本發明的有益效果：