[發明專利]一種天線及植入醫療裝置

在審

• 申請號: 202010191977.1
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111262011A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 丁皓;劉威
• 申請（專利權）人: 蘇州無雙醫療設備有限公司
• 主分類號: H01Q1/27
• 分類號: H01Q1/27;H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q9/42;A61N1/05;A61N1/39
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 石之杰

本發明公開了一種天線及一種借助天線進行無線通信的植入醫療裝置，所述醫療設備包含:設備外殼、混合電路、天線以及饋通組件，所述天線設計為立體三維的形狀，最大程度增加了天線的輻射口徑，減小了天線的二維面積，通過耦合將導電殼體變為部分輻射部件，提高了能量傳輸效率和數據的傳輸距離。

技術領域

本發明涉及一種天線，該天線能夠被封裝于植入式醫療裝置，通過饋通組件與植入式醫療裝置的混合電路連接，實現植入式醫療裝置和體外遠程設備的遠場通信，適用于醫療器械和臨床領域。

背景技術

植入式醫療設備(植入體)普遍存在提供診斷或治療能力。植入式心臟除顫器(ICD)、植入式心臟監視器(ICM)、植入式心臟起搏器(Cardiac Pacemaker)、無導線植入心臟起搏器、皮下式植入心臟除顫器(SICD)以及各種組織、器官和神經刺激器或傳感器等三類有源植入產品，一般需要醫生或專業人員用體外程控儀與植入體刺激器之間實現無線通訊，完成數據傳輸，植入體軟件升級，緊急停止等可能的功能。本發明目的是解決無線通訊的效率和通訊質量，提高無線傳輸效率，避免出現通訊不暢或失敗。

傳統的通訊方式通過電感近場耦合的方式，在幾厘米的距離下進行無線通訊，這種方式的缺點是：通訊距離太近，使用方式受限且數據率較低，數據率一般在數千或數十千比特。

隨著技術的進步，植入體電路與體外程控儀和其他遙控設備的遠程通訊變得可能，并且越來越普遍的應用在設備控制，數據傳輸，和實時監控等方面，植入體與體外設備能夠在數米的距離下進行通訊。作為通訊的硬件基礎之一，植入式天線被放置在殼體外的連接頭內，這樣可以保證天線輻射的能量不被金屬殼體吸收，并最大限度地被傳導出去。

隨著電路和結構愈發的集成化和小型化，天線的物理空間受到限制。一般來說，通訊距離與天線的輻射效率/增益，發射端天線的發射功率，接收端天線的靈敏度有關。天線的效率/增益與天線的大小存在正相關。為了最大程度的增加天線效率，增加最大傳輸距離，設計人員提出了各種方案。例如，修改通訊頻率和解碼方式，使得在相同硬件條件下系統對信號有更好的敏感度；或者嘗試設計方向性更好的天線，以期待在某一方向上達到較好的效率；或者增加匹配網絡以達到更小的回波損耗和更好的輻射效率，在特定頻率下可以實現更遠的傳輸距離。這些方法通常是不可取的，因為他們要么在實際情況中偏離了植入體在法規中所允許的通訊頻段，要么在手術過程中需要額外的要求，要么在變化的環境中很難保持通訊的穩定性，并且增加所需要使用的器件。

一般來說，為了達到較理想的天線效率，天線的總長需要至少四分之一至二分之一個波長。天線長度的減小會降低天線的輻射阻抗，從而使天線和源端的匹配以及和空氣阻抗的耦合變得更加困難，從而顯著降低天線效率。本示例提出了一種增加天線有效輻射效率的方案，該天線通過在三維空間多次彎折并和殼體進行耦合，以獲得更好的輻射能力。

發明內容

本發明提供了一種天線，該天線包括四個部分，第一部分為一個彎折段，所述彎折段包含一個L型段(123)、一個圓弧段(34)和一個平面段(45)，其中L形段和平面段通過圓弧段相連，所述L型段所在平面與圓弧段所在平面垂直；第二部分為處于同一平面的一個平面段(567)，所述平面段中間較寬，兩端較窄，且較窄的兩端位于平面段的不同側，所述平面段所在平面與第一部分中L型段(123)所在平面和彎折段(34)所在平面都垂直；第三部分為一個圓弧段(78)；第四部分為一個彎折段(89)，所述彎折段(89)位于同一個平面內，天線按照第一部分、第二部分、第三部分、第四部分的順序連接。

所述天線為MICS的微波通訊，工作頻率為MICS402MHz到405MHz。

所述天線為單極天線，無對偶結構，為單饋點結構。

所述天線的彎折段包含垂直Z型、連續多個垂直Z型、水平Z型、連續多個水平Z型、水平梯形、連續多個水平梯形、垂直梯形、連續多個垂直梯形、水平W型、連續多個水平W型、垂直W型、連續多個垂直W型。