[發明專利]一種近距離通信系統及采用其的膠囊內窺鏡

有效

• 申請號: 202111214682.2
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN114050850B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 王林;晏海波;楊業升
• 申請（專利權）人: 深圳市資福醫療技術有限公司
• 主分類號: H04B5/00
• 分類號: H04B5/00;H04B5/02;A61B1/00;A61B1/04;H01Q1/50;H01Q21/00
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本發明公布一種近距離通信系統及應用其的膠囊內窺鏡，包括信號源，進一步包括第一陣列單元、第二陣列單元、第一饋線、第二饋線、阻抗變換部、陣列饋入部及陣列饋線，所述信號源的信號分別接入第一陣列單元和第二陣列單元，第一饋線連接第一陣列單元，第二饋線連接第二陣列單元，第一饋線和第二饋線分別經過阻抗變換部連接陣列饋入部及陣列饋線，所述第一饋線和第二饋線的通過調節饋線長度調節第一陣列單元及第二陣列單元接收信號到達陣列饋入部時的相位值。采用本發明的近距離通信系統，在近距離通信場景中信號源距離接收天線較近且移動范圍較小的情況下，采用本發明近距離天線系統的信號接收效果較好，提升了數據傳輸的穩定性和傳輸效率。

技術領域

本發明涉及通信領域，具體涉及到一種近距離通信系統及其膠囊內窺鏡。

背景技術

現有技術的陣列天線均針對遠距離通信設計，例如衛星通信或雷達通信等領域，暫無針對近距離通信的陣列天線解決方案，現有的陣列天線通常是針對較遠距離位置信號的接收，信號源到陣列天線接收單元的距離很遠，其距離陣列天線各單元的距離可近似相等，相位值也近似相同，但對于膠囊內窺鏡通信系統來說，作為信號源的膠囊內窺鏡距離天線陣列的位置很近，因此膠囊內窺鏡到接收天線陣列各個陣列單元的距離和相位各不相同，如果采用常規陣列天線的設計方法，則天線陣列單元疊加的效果會減弱，且不同單元間還存在負影響，導致接收信號的質量變差。

中國授權專利號CN104269612B提出一種近距離平面陣列多輸入多輸出成像天線布局方法，該方案應用于近距離微波成像領域，并不能直接應用于膠囊內窺鏡的近距離通信應用場景。

因此，有必要設計一種適用于膠囊內窺鏡的近距離通信解決方案。

發明內容

本方案提出一種近距離陣列天線方案，針對近距離信號源的接收進行優化，使其對于近距離信號源的接收效果達到最優，本方案提出一種設計陣列天線的方法，通過調節陣列天線單元的相位值來優化該陣列天線對于近距離位置信號源的信號的接收，技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種近距離通信系統，包括信號源，進一步包括第一陣列單元、第二陣列單元、第一饋線、第二饋線、阻抗變換部、陣列饋入部及陣列饋線，所述信號源的信號分別接入第一陣列單元和第二陣列單元，第一饋線連接第一陣列單元，第二饋線連接第二陣列單元，第一饋線和第二饋線分別經過阻抗變換部連接陣列饋入部及陣列饋線；

所述第一饋線和第二饋線的通過調節饋線長度調節第一陣列單元及第二陣列單元接收信號源的信號到達陣列饋入部時的相位值；

所述第一饋線、第二饋線的及進入陣列饋線的阻抗均為50歐姆；

所述第一陣列單元的相位φ1和第二陣列單元的相位φ2滿足公式(1)：

其中第一饋線長度為L₁，第二饋線長度為L₂，電磁波沿饋線傳播速度為c₁，電磁波的頻率為f，所述第一饋線長度為L₁與第二饋線長度為L₂滿足公式(2)：

所述第一饋線長度為L₁與第二饋線長度為L₂進一步滿足公式(3)：

其中k取整數，c為空間電磁波的傳播速度，接收到信號的頻率為f，d₁為信號源距離第一陣列單元的距離，d₂為信號源距離第二陣列單元的距離；

第一饋線長度L₁與第二饋線長度L₂滿足公式(4)至(6)：則存在幾何關系式(4)：