[發明專利]一種平面化四層雙臂螺旋寬頻帶膠囊天線

在審

• 申請號: 201810627615.5
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108832285A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 于映;陳藝龍
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q1/08;H01Q1/22;A61B1/04
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發明是一種平面化四層雙臂螺旋寬頻帶膠囊天線，包括四層介質基板C，所述螺旋膠囊天線采用雙臂螺旋結構，在第一層所述介質基板C的正面和背面對稱的設置有螺旋臂，在第二層、第三層和第四層介質基板C上對稱的設置螺旋臂，螺旋臂之間通過金屬通孔D首尾相連，在第一層所述介質基板C的背面還設置有輸入端A，從所述輸入端A輸入相位差為180°的輸入信號進行饋電。本發明不需要采用穿地的單極饋電形式，因此天線輻射時受到地結構的影響較小，其應用范圍比單臂螺旋天線更廣，在結構上，將螺旋臂平面化，實現了天線的小型化，在性能上，雙臂螺旋天線具有比單臂螺旋天線更寬的帶寬，在可穿戴及生物醫療應用方面有著良好的前景。

技術領域

本發明屬于天線制造的技術領域，具體的說是涉及一種雙臂螺旋天線，尤其是一種平面化四層雙臂螺旋寬頻帶膠囊天線。

背景技術

在現代醫學領域，有線胃腸內窺鏡（Wired Gastrointestinal Endoscopes）檢查通常用于對胃腸道疾病的診斷和治療，但是，這種內窺鏡檢查通常會引起患者的不適甚至疼痛，并且由于設備長度有限以及人體內消化器官結構復雜，所以，有線內窺鏡檢查有著很大的局限性，隨著科技的發展，無線膠囊內窺鏡（Wireless Capsule Endoscopes，WCE）作為一種新型的無痛無創消化道診斷技術，為消化道疾病的診斷帶來了全新的選擇。WCE系統通常包括微型攝像頭、LED、電池、無線收發器、天線等主要部分，是一種集光電工程、圖像處理、信息通訊及生物醫學與一體的綜合系統，其中用于圖像數據發射的無線通訊天線，直接影響到無線信息傳輸的質量，是無線膠囊內窺鏡系統的重要組成部分，在該系統中，天線的主要作用是將圖像傳感器在人體消化道內采集到的數據以電磁波的形式發送到體外的接收裝置。由于對診斷性能的要求，需要提高圖像傳感器的分辨率以及幀速率，因此要求無線通訊系統具有較高的傳輸速率以及較大的帶寬。

傳統的天線形式及功能在一定程度上已經不能滿足無線膠囊內窺鏡系統的需求，為了滿足該系統體積小，穩定性高等要求，天線相應的朝著平面化、小型化、寬帶化、大容量、多功能等方向發展。目前國內外研究的天線微型化技術主要有：采用高介電常數或高磁導率的基板材料；改變電流路徑增加電尺寸；采用加載技術附加有源網絡；改變基板結構等方法。現有的許多用于該系統的天線還存在著尺寸偏大、結構復雜、帶寬較窄、增益較小等不足，天線結構還有待進一步改良。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種平面化四層雙臂螺旋寬頻帶膠囊天線，其對雙臂螺旋結構進行平面化改良，結構簡單，易于實現，同時具有傳輸帶寬較寬的特點。

為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明是一種平面化四層雙臂螺旋寬頻帶膠囊天線，包括四層介質基板C，所述螺旋膠囊天線采用雙臂螺旋結構，在第一層所述介質基板C的背面對稱的設置有螺旋臂A1、螺旋臂B1，在第一層所述所述介質基板C的正面對稱的設置螺旋臂A2、螺旋臂B2，在第二層所述介質基板C的正面對稱的設置螺旋臂A3、螺旋臂B3，在第三層所述介質基板C的正面對稱的設置螺旋臂A4、螺旋臂B4，在第四層所述介質基板C的正面對稱的設置螺旋臂A5、螺旋臂B5，所述螺旋臂A1、螺旋臂A2、螺旋臂A3、螺旋臂A4、螺旋臂B5之間通過金屬通孔D首尾相連，螺旋臂B1、螺旋臂B2、螺旋臂B3、螺旋臂B4、螺旋臂B5之間通過金屬通孔D首尾相連，在第一層所述介質基板C的背面還設置有輸入端A，從所述輸入端A輸入相位差為180°的輸入信號進行饋電。

本發明的進一步改進在于：所述螺旋臂A1、螺旋臂A2、螺旋臂A3、螺旋臂A4、螺旋臂B5、螺旋臂B1、螺旋臂B2、螺旋臂B3、螺旋臂B4、螺旋臂B5的寬度均為1.4mm，以所述介質基板C的中心為圓心，每層介質基板C上的單條螺旋臂內側距離圓心3.2mm，螺旋臂外側距離圓心4.6mm，弧度為104°。

本發明的進一步改進在于：每一層所述介質基板C的厚度為0.6mm，所述介質基板的材料為Rogers 3010。