一種左右手圓極化可重構的植入式天線及植入式器件制造技術

本實用新型專利技術公開了一種左右手圓極化可重構的植入式天線及植入式器件，包括下層介質基板和上層介質基板，所述下層介質基板的上表面設置天線輻射單元，所述下層介質基板的下表面設置金屬地板，所述上層介質基板覆蓋于天線輻射單元上方，所述天線輻射單元被U形槽分割為兩部分，所述U形槽的兩臂設置開關二極管組，用于連接天線輻射單元的兩部分。本實用新型專利技術具有阻抗帶寬大、小型化、圓極化、抗極化失配、高增益和左右手圓極化可切換等優點，可適用于移動醫療通訊中，以解決極化失配問題。以解決極化失配問題。以解決極化失配問題。

【技術實現步驟摘要】
一種左右手圓極化可重構的植入式天線及植入式器件


[0001]本技術涉及生物醫學遙測領域，具體涉及一種左右手圓極化可重構的植入式天線及植入式器件。

技術介紹

[0002]移動醫療是相較于傳統醫療方式可以減輕患者的痛苦，減少成本，遠程診斷，由于人體的運動及姿態變化等特性，所以在植入式器件中應用圓極化的優勢在于可以對抗由于生物醫學信號接收角度帶來的極化失配現象?，F階段圓極化植入式天線仍然存在許多問題，其一是現今的圓極化植入式天線只考慮了單一的圓極化方式，減少了天線的適用范圍，而且還可能會造成圓極化之間的失配；其二是圓極化植入式天線占用空間過大，會對使用者的身體造成影響。
[0003]目前的植入式天線設計中，大多都存在占用體積過大，存在極化失配，窄帶寬的缺點，使得植入式器件無法適應在實際應用中的復雜環境。

技術實現思路

[0004]為了解決移動醫療領域中植入天線中存在的缺點與不足，本技術提供一種左右手圓極化可重構的植入式天線及植入式器件，具有小型化、阻抗帶寬大、抗極化失配、左旋圓極化和右旋圓極化可切換的工作在2.45GHz ISM頻段的可重構植入式天線。
[0005]本技術采用如下技術方案：
[0006]一種左右手圓極化可重構的植入式天線，包括下層介質基板和上層介質基板，所述下層介質基板的上表面設置天線輻射單元，所述下層介質基板的下表面設置金屬地板，所述上層介質基板覆蓋于天線輻射單元上方，所述天線輻射單元被U形槽分割為兩部分，所述U形槽的兩臂設置開關二極管組，用于連接天線輻射單元的兩部分。
[0007]進一步，所述天線輻射單元被U形槽分割為兩部分，所述U形槽的兩端設置在天線輻射單元的邊緣，位于U形槽環繞部分為中心金屬，其余部分為外圍金屬，所述中心金屬設置焊盤與直流饋電結構連接。
[0008]進一步，所述天線輻射單元和金屬地板通過金屬通孔連接。
[0009]進一步，所述直流饋電結構包括第一電池、第二電池、第一開關、第二開關、第一射頻隔離電感及第二射頻隔離電感，所述第一電池的正極與第二電池的負極連接，兩個電池之間設置第一開關，所述第一開關與第一射頻隔離電感連接第一端口，第一電池的負極與第二電池的正極連接后與第二開關連接，所述第二開關與第二射頻隔離電感連接后與第二端口連接，所述第一端口及第二端口分別與焊盤和金屬地板連接。
[0010]進一步，所述U形槽由三條依次垂直的槽臂構成，所述U形槽中相互平行的臂上設置開關二極管。
[0011]進一步，所述開關二極管組包括三個開關二極管。
[0012]進一步，所述金屬地板及天線輻射單元為矩形結構。
[0013]進一步，還包括同軸饋電結構，所述同軸饋電結構由50Ω的同軸線構成，內芯通過下層介質基板連接天線輻射單元，其外芯位于下層介質基板。
[0014]一種實現所述植入式天線的可重構方法，包括：
[0015]當第一開關與第一電源連接時候，直流饋電結構第一端口相較于第二端口為正電位，U形槽的一側臂開關二極管開通，外圍金屬電流通過導通二極管流入中心金屬，實現左旋圓極化；
[0016]當第一開關與第二電源連接時候，直流饋電結構第一端口相較于第二端口為負電位，U形槽的另一側臂開關二極管開通，外圍金屬流入中心金屬的電流形成反向，改變了電流路徑，實現右旋圓極化。
[0017]一種植入式器件，包括所述的植入式天線。
[0018]本技術的有益效果：
[0019]本技術結構可以實現阻抗帶寬大、小型化、圓極化、抗極化失配的特點；
[0020]本技術加載了金屬通孔，引入感性成分，實現小型化。
[0021]本技術在U形臂上設置兩組二極管，通過直流饋電結構控制兩組二極管的開關，實現左右圓極化，使得本技術具有雙圓極化切換的特點；
[0022]本技術具有高增益的特點，最大增益為
?
23.9dBi，可靠傳輸距離遠。
附圖說明
[0023]圖1是本技術一種左右手圓極化可重構的植入式天線的俯視圖；
[0024]圖2是圖1的側視圖；
[0025]圖3是本技術直流饋電結構的電路圖；
[0026]圖4是圖1俯視圖的參數尺寸示意圖；
[0027]圖5是圖2側視圖的參數尺寸示意圖；
[0028]圖6是本技術在中心頻率為2.45GHz時左旋圓極化狀態下的S參數曲線和軸比；
[0029]圖7是本技術在中心頻率為2.45GHz時右旋圓極化狀態下的S參數曲線和軸比；
[0030]圖8是本技術在頻率為2.45GHz時左旋圓極化狀態下的平面增益方向圖；
[0031]圖9是本技術在頻率為2.45GHz時右旋圓極化狀態下的平面增益方向圖；
[0032]圖10是本技術在頻率為2.45GHz時各方向上的軸比。
[0033]圖11是本技術的人體肌肉組織環境示意圖。
具體實施方式
[0034]下面結合實施例及附圖，對本技術作進一步地詳細說明，但本技術的實施方式不限于此。
[0035]實施例1
[0036]如圖1
?
圖2所示，一種用于移動醫療的左右手圓極化可重構的植入式天線，包括上層介質基板2B及下層介質基板2A，兩層介質基板均使用0.635mm的 Rogers 3010基板，所述下層介質基板的上表面設置天線輻射單元，其下表面設置金屬地板。天線輻射單元被U形槽
分隔為兩個部分，所述下層介質基板及天線輻射單元均為矩形結構，所述U形槽由三條依次垂直的槽線構成，兩條末端槽線與天線輻射單元的一側邊連接，環繞在U形槽內的部分稱為中心金屬1A，其它部分稱為外圍金屬1B。
[0037]所述上層介質基板覆蓋天線輻射單元，并在二極管組的對應位置開淺槽，使其緊貼輻射貼片，起到隔離保護作用。
[0038]進一步，U形槽的兩條平行臂設置二極管組4A、4B，每個二極管組包括三個開關二極管，用于連接天線輻射單元的兩部分，每條臂上設置三個并排同向的二極管，用于連接中心金屬和外圍金屬。
[0039]進一步，所述天線輻射單元和金屬地板通過金屬通孔5A、5B連接，金屬通孔5A及金屬通孔5B設置在U形槽兩條平行臂與天線輻射單元邊緣之間，引入感性成分，實現了小型化。
[0040]進一步，所述下層介質基板的一側中心位置設置焊盤1C，與直流饋電結構連接。
[0041]如圖3所示，所述直流饋電結構包括第一電池7A、第二電池7B、第一開關 8A、第二開關8B、第一射頻隔離電感9A及第二射頻隔離電感9B，所述第一電池7A的正極與第二電池7B的負極連接，兩個電池之間設置第一開關8A，所述第一開關8A與第一射頻隔離電感9A連接第一端口，第一電池7A的負極與第二電池7B的正極連接后與第二開關連接，所述第二開關7B與第二射頻隔離電感 9B連接后與第二端口連接，所述第一端口10A及第二端口10B分別與焊盤1本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種左右手圓極化可重構的植入式天線，其特征在于，包括下層介質基板和上層介質基板，所述下層介質基板的上表面設置天線輻射單元，所述下層介質基板的下表面設置金屬地板，所述上層介質基板覆蓋于天線輻射單元上方，所述天線輻射單元被U形槽分割為兩部分，所述U形槽的兩臂設置開關二極管組，用于連接天線輻射單元的兩部分。2.根據權利要求1所述的植入式天線，其特征在于，所述天線輻射單元被U形槽分割為兩部分，所述U形槽的兩端設置在天線輻射單元的邊緣，位于U形槽環繞部分為中心金屬，其余部分為外圍金屬，所述中心金屬設置焊盤與直流饋電結構連接。3.根據權利要求1所述的植入式天線，其特征在于，所述天線輻射單元和金屬地板通過金屬通孔連接。4.根據權利要求2所述的植入式天線，其特征在于，所述直流饋電結構包括第一電池、第二電池、第一開關、第二開關、第一射頻隔離電感及第二射頻隔離電感，所述第一電池的正極與第二電池的負極連接，兩個電池之間設置第一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉雄英，洪杰，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：新型
國別省市：