本發(fā)明屬于攝入式天線，具體涉及加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)的雙頻圓極化攝入式天線，適用于wmts1.4ghz和ism?2.4ghz雙頻段的圓極化膠囊內(nèi)窺鏡裝置。
背景技術(shù)：
：：1、膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)使消化道疾病檢查更加舒適、安全、高效，可作為消化道疾病尤其是小腸疾病診斷的首選。膠囊內(nèi)窺鏡工作在消化系統(tǒng)過程中，通過圖像傳感器收集消化道內(nèi)部圖像信息，通過射頻鏈路向體外控制器發(fā)送整個腸道的生理數(shù)據(jù)和實時生物圖像。天線是膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。膠囊內(nèi)部空間有限，需要天線具有較小的尺寸且易于共形。由于醫(yī)學(xué)診斷需要大量的高清圖像數(shù)據(jù)，這就要求天線具備較寬的工作帶寬和較高的傳輸效率。膠囊內(nèi)窺鏡被攝入后在穿過整個消化系統(tǒng)，復(fù)雜的工作環(huán)境影響天線的工作性能，需要天線具較寬的帶寬、較高的輻射效率和較強(qiáng)的抗干擾能力。目前，主要通過改變傳統(tǒng)天線結(jié)構(gòu)或者引入新材料設(shè)計天線，滿足膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)對天線的需求，主要形式包括：環(huán)形天線、螺旋天線、共形貼片天線、微帶天線和mimo天線等。大多數(shù)攝入式天線都是線極化的，而圓極化天線能夠抑制多徑干擾，發(fā)射與接收不受角度影響，提高信息傳輸效率，有效彌補(bǔ)線極化天線對人體環(huán)境適應(yīng)性的不足。實現(xiàn)圓極化的方法主要有口徑耦合饋電方法、增加幾何微擾結(jié)構(gòu)、加載由開口諧振環(huán)組成的圓極化器、引入慢波結(jié)構(gòu)等。當(dāng)前，智能化的膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)需要同時執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸、遙測信號和無線能量傳輸，這就要求天線具備雙頻或多頻特性。攝入式天線需要具備體積小、外形低、圓極化帶寬寬、增益適中等特點(diǎn)，但雙波段性能不理想。因此，研究具有圓極化特性的雙頻植入式天線是非常必要的。2、單層天線具有結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、性能穩(wěn)定、體積小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為攝入式膠囊內(nèi)窺鏡天線研究的重點(diǎn)?！禿ual-band?circular?polarized?flexible?implantableantenna?using?reactive?impedance?substrate》公開了一種雙頻圓極化植入式天線，通過蜿蜒環(huán)臂縮小天線尺寸，在920mhz和2.45ghz具有圓極化特性，軸比帶寬分別為15％和8.7％。《miniaturized?dual-band?circularly?polarized?implantable?antenna?forcapsule?endoscopic?system》公開了一種用于膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的雙頻圓極化天線。通過在輻射貼片中引入帶有彎曲線段的槽實現(xiàn)圓極化，在地平面中引入開放式槽實現(xiàn)小型化，在915mhz和2.45ghz的軸比帶寬分別為13.63％和6.28％?！禿ual-polarized?antenna?forbiotelemetry?communications?using?the?characteristic?mode?metho》公開了一種結(jié)構(gòu)緊湊的雙頻圓極化植入式天線，利用開槽技術(shù)和高介電常數(shù)材料縮小天線尺寸，利用特征模方法獲得圓極化特性，在1.4ghz和2.45ghz處的軸比帶寬分別為12％和16.2％。為了在性能、尺寸和功耗之間取得良好的平衡，通常首選雙頻植入式天線，允許植入物在睡眠和喚醒模式之間切換。頻率越高，人體吸收功率越大，傳播過程中自由空間路徑損失越大，而頻率越低，天線尺寸越大。為了折衷，使用1.4ghz?wmts頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是合理的。此外，可以使用2.4ghz?ism頻段接收喚醒信號，使植入設(shè)備在睡眠模式下的功耗保持在較低水平。但是現(xiàn)有的膠囊內(nèi)窺鏡天線并不能實現(xiàn)雙頻段雙圓極化的特性，當(dāng)遇到有雙頻段雙圓極化特性要求的情況時，現(xiàn)有的天線難以滿足需求。技術(shù)實現(xiàn)思路1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的膠囊內(nèi)窺鏡天線并不能實現(xiàn)雙頻段雙圓極化的特性的問題，從而提供一種加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)的雙頻圓極化攝入式天線。2、一種加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)的雙頻圓極化攝入式天線，包括：介質(zhì)基板(1)、加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)輻射貼片(2)、地板(6)；3、加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)輻射貼片(2)、地板(6)分別設(shè)置在介質(zhì)基板(1)的兩側(cè)表面；4、所述的加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)輻射貼片(2)包括開槽環(huán)形貼片(2-1)；5、在開槽環(huán)形貼片(2-1)的內(nèi)側(cè)中心對稱開有第一弧形槽(2-4)和第二弧形槽(2-5)，在開槽環(huán)形貼片(2-1)的外側(cè)中心對稱開有第三弧形槽(2-6)和第四弧形槽(2-7)；6、在開槽環(huán)形貼片(2-1)的內(nèi)側(cè)中心對稱設(shè)置第一弧形枝節(jié)(2-2)和第二弧形枝節(jié)(2-3)，第一弧形枝節(jié)(2-2)和第二弧形枝節(jié)(2-3)通過矩形導(dǎo)帶與開槽環(huán)形貼片(2-1)相連接；7、在輻射貼片中心引入第一曲流環(huán)(2-8)、第二曲流環(huán)(2-9)、第三曲流環(huán)(2-10)、第四曲流環(huán)(2-11)，即四組曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)，四個曲流環(huán)中心對稱設(shè)置；第一曲流環(huán)(2-8)、第二曲流環(huán)(2-9)、第三曲流環(huán)(2-10)、第四曲流環(huán)(2-11)之間通過正交的兩個矩形槽隔開；8、所述的地板(6)采用圓形結(jié)構(gòu)，在地板(6)上中心對稱開有四個附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽，分別記為第一至第四附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽；附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽包括一個“十”形開路槽和一個間隔弧形槽，“十”形開路槽中的一個槽沿半徑方向開設(shè)，“十”形開路槽中的另一個槽沿圓周方向開設(shè)，沿半徑方向開設(shè)的槽與沿圓周方向開設(shè)的槽相交；附帶的間隔弧形槽沿圓周方向開設(shè)的槽同環(huán)設(shè)置，且附帶的間隔弧形槽沿圓周方向開設(shè)的槽之間設(shè)置有間隔即由弧形條帶隔開。9、進(jìn)一步地，第一曲流環(huán)(2-8)、第二曲流環(huán)(2-9)、第三曲流環(huán)(2-10)、第四曲流環(huán)(2-11)均包括扇形貼片、蜿蜒曲折枝節(jié)以及矩形導(dǎo)帶，蜿蜒曲折枝節(jié)的一端連接到扇形貼片，另一端通過矩形導(dǎo)帶連接到開槽環(huán)形貼片(2-1)。10、進(jìn)一步地，所述地板(6)的半徑與介質(zhì)基板半徑相同。11、進(jìn)一步地，第一至第四附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽中，沿半徑方向開設(shè)的槽長度大于沿圓周方向開設(shè)的槽。12、進(jìn)一步地，所述天線還包括：下短路探針(3)和上短路探針(4)；13、所述的下短路探針(3)和上短路探針(4)對稱設(shè)置，且下短路探針(3)和上短路探針(4)嵌入在開槽環(huán)形貼片(2-1)、介質(zhì)基板(1)和地板(6)中。14、進(jìn)一步地，所述天線還包括同軸接頭(5)；15、所述的同軸接頭(5)位于開槽環(huán)形貼片(2-1)上，且穿過介質(zhì)基板(1)，同軸接頭(5)的內(nèi)芯與開槽環(huán)形貼片(2-1)相連接，同軸接頭(5)的外芯與地板(6)相連接。16、進(jìn)一步地，所述的介質(zhì)基板(1)的半徑r為5mm～6mm；所述的開槽環(huán)形貼片(2-1)的外圓半徑r1為4.5mm～5.5mm，內(nèi)圓半徑r4為4mm～4.5mm；17、在開槽環(huán)形貼片(2-1)內(nèi)側(cè)的第一弧形槽(2-4)的外弧半徑r2為4.5mm～4.8mm，內(nèi)弧半徑r3為4.3mm～4.5mm；第一弧形槽(2-4)的矩形開口寬度w3為0.3mm～0.5mm；第二弧形槽(2-5)與第一弧形槽(2-4)尺寸相同；18、開槽環(huán)形貼片(2-1)外側(cè)的第三弧形槽(2-6)的外弧半徑r5為4.5mm～4.9mm，內(nèi)弧半徑r6為4.4mm～4.6mm；第三弧形槽(2-6)的舉行開口寬度w1為0.1mm～0.2mm；第四弧形槽(2-7)與第三弧形槽(2-6)尺寸相同。19、進(jìn)一步地，第二弧形枝節(jié)(2-3)的外弧半徑r7為3.7mm～4mm，內(nèi)弧半徑r8為3.6mm～3.8mm，開槽環(huán)形貼片(2-1)與第二弧形枝節(jié)(2-3)之間的連接導(dǎo)帶的寬度l3為0.1mm～0.3mm；第一弧形枝節(jié)(2-2)與第二弧形枝節(jié)(2-3)尺寸相同。20、進(jìn)一步地，第一附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-1)中的開路矩形槽寬度w6為0.1mm～0.3mm，長l4為4mm～4.3mm，第一附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-1)中的弧形槽的內(nèi)弧半徑r13為4.6mm～4.8mm，外弧半徑r14為4.5mm～4.5mm；第一附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-1)、第二附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-2)、第三附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-3)和第四附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽(6-4)的尺寸相同。21、進(jìn)一步地，第四曲流環(huán)(2-11)的蜿蜒曲折枝節(jié)最外側(cè)圓弧的外圓半徑r9為3.3mm～3.7mm，內(nèi)圓半徑r10為3.2mm～3.4mm，蜿蜒曲折枝節(jié)內(nèi)部的每個圓弧的寬度相等，圓弧寬度w5為0.1mm～0.3mm，圓弧之間的矩形連接導(dǎo)帶寬度均相同，矩形連接導(dǎo)帶寬度l2為0.1mm～0.2mm，扇形貼片的半徑r11為1.9mm～2.3mm；第四曲流環(huán)(2-11)與開槽環(huán)形貼片(2-1)之間的連接導(dǎo)帶寬度w2為0.1mm～0.3mm；第一曲流環(huán)(2-8)、第二曲流環(huán)(2-9)、第三曲流環(huán)(2-10)、第四曲流環(huán)(2-11)尺寸相同；22、第一曲流環(huán)(2-8)、第二曲流環(huán)(2-9)、第三曲流環(huán)(2-10)、第四曲流環(huán)(2-11)之間正交的兩個矩形槽分別記為橫向矩形槽和縱向矩形槽，橫向矩形槽的高度l1為0.1mm～0.3mm，縱向矩形槽的寬度w4為0.25mm～0.3mm。23、有益效果：24、本發(fā)明設(shè)計了一種加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)的雙頻圓極化攝入式天線，該天線具有雙頻段圓極化、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾等特點(diǎn)，容易與攝入式膠囊內(nèi)窺鏡裝置集成，適用于wmts1.4ghz和ism?2.4ghz頻段，能在1.4ghz?wmts頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在2.4ghz?ism頻段接收喚醒信號，滿足膠囊內(nèi)窺鏡低功耗、抗干擾的工作要求。25、本發(fā)明通過在開槽環(huán)形貼片開弧形槽增加了電流路徑，減小了天線的尺寸。在輻射貼片中心引入四組曲流環(huán)，在輻射貼片中心形成陣列式電抗加載效應(yīng)，進(jìn)一步縮小天線的尺寸。由于兩組弧形枝節(jié)引入了幾何微擾，在遠(yuǎn)場產(chǎn)生正交電場，在低頻段產(chǎn)生圓極化特性。通過在地板引入四個附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽，使天線產(chǎn)生了雙頻特性，在高頻段增加了諧振點(diǎn)，四個附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽產(chǎn)生的水平極化與加載曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)輻射貼片的開槽環(huán)形貼片產(chǎn)生的垂直極化相結(jié)合，實現(xiàn)了高頻段的圓極化特性。引入兩個短路探針優(yōu)化兩個頻段的阻抗匹配。通過在地板上引入四個附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽，使天線產(chǎn)生了雙頻特性，在高頻段增加了諧振點(diǎn)，四個附帶間隔弧形槽的“十”形開路槽產(chǎn)生的水平極化與輻射貼片外側(cè)的開槽環(huán)形貼片產(chǎn)生的垂直極化相結(jié)合，實現(xiàn)了高頻段的圓極化特性。該攝入式寬帶圓極化環(huán)形天線為平面結(jié)構(gòu)，利用弧形槽和曲流環(huán)電抗結(jié)構(gòu)使天線的體積減少到49.8mm3，具有雙頻段圓極化特性、體積小、抗干擾、電磁兼容性好等特點(diǎn)，能在1.4ghz?wmts頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在2.4ghz?ism頻段接收喚醒信號，滿足膠囊內(nèi)窺鏡低功耗、抗干擾的工作要求。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12