[发明专利]一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线

说明书

本发明涉及微带天线技术领域。本发明公开了一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线。本发明的双极化微带天线，包括介质基板顶层的第一辐射单元和所述介质基板底层的第二辐射单元；其特征在于：所述第一辐射单元为单极子天线，所述第二辐射单元为环形天线；所述单极子天线和环形天线具有对称结构，其对称轴相互平行并位于与介质基板垂直的平面上。本发明的吸入式天线，由上述双极化微带天线卷曲在胶囊内构成。本发明的有益效果是，具有宽频带和双极化天线性能。本发明将处于同一介质基板上的环形天线和单极子天线置于胶囊内，并与胶囊内壁共形构成吸入式天线，可以增加胶囊的内部空间，以便容纳更复杂的微带天线驱动电路。

技术领域

本发明涉及微带天线技术领域，特别涉及一种用于医学领域的微带天线，具体而言，涉及一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线。

背景技术

微带天线是由制作在介质基板2顶层的辐射单元构成的。辐射单元可以是不同形状的金属贴片或金属涂层(即微带线)，如常见的单极子天线就是由一条矩形微带线1构成，如图1所示。矩形微带线的长度L决定了天线的中心频率，矩形微带线的宽度H与天线的带宽有关。单极子天线馈电端口4一般位于矩形微带线的一端。介质基板的底层的金属贴片或金属涂层通常作为接地面3，如图2所示。

还有一种常见的微带天线如图3所示，称为环形天线，是由微带线1构成的矩形环。矩形的长和宽决定天线的中心频率。图4示出了一种圆环形微带天线，其中心频率由圆环的半径R决定。环形天线通常都有一个开口34，环形天线的馈电端口35一般都位于环形天线的开口34处。

无论是单极子天线还是环形天线信，在不同的应用环境都可以有各种不同的变形，如变换微带线宽度、折弯微带线等，可以调整天线带宽、阻抗等。

微带天线的应用非常广泛，根据不同的介质基板特性，微带天线可以是半柔性的或柔性的，能够与载体共形，以满足不同的应用要求。微带天线除了应用于常规的通讯设备，如手机等外，其还有一个重要的应用是医疗系统。

用于人体内部的医疗设备主要分为植入式设备和吸入式设备。植入式设备通常固定于人体某个位置，而吸入式设备则会在人体胃肠道中不断变换位置。它们与人体外部基站通信的关键元件是植入式天线和吸入式天线，本专利所涉及的吸入式天线也是一种胶囊天线。

为了减小胶囊天线的体积，通常以微带天线为基础，可用的天线类型较多，如螺旋天线，平面倒F天线，单极子天线，槽形天线，环形天线等。从天线外形看，包括平面天线和共形天线两类。从极化方式看，主要使用线极化方式，而圆极化或双极化应用较少。此外，胶囊天线面临着一系列挑战，如生物兼容性、带宽、与其它元件的电磁兼容、对人体的比吸收率等。

现有技术的吸入式天线主要结构为线极化形式，不如圆极化或双极化天线对于天线位置改变所表现出的健壮性；现有技术的吸入式天线只强调小型化，没有考虑带宽对天线性能的影响，天线带宽都比较窄；现有技术通常采用平面结构的微带天线，不能充分利用载体空间，影响了天线性能的提高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双极化微带天线及其构成的吸入式天线，以解决现有技术吸入式天线系统方向敏感、带宽窄的问题。

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种双极化微带天线，包括介质基板顶层的第一辐射单元和所述介质基板底层的第二辐射单元；

其特征在于：

所述第一辐射单元为单极子天线，所述第二辐射单元为环形天线；

所述单极子天线和环形天线具有对称结构，其对称轴相互平行并位于与介质基板垂直的平面上。

在某些实施例中，所述环形天线的馈电端口和/或单极子天线的馈电端口设置在所述对称轴上。

在某些实施例中，所述环形天线的馈电端口和单极子天线的馈电端口位于介质基板同一侧。