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    • 专利摘要:
    本实用新型公开了超宽带植入式天线。该超宽带植入式天线具有第一介质基片，第一介质基片的底面具有第一金属层，所述第一金属层包括：第一槽线，所述第一槽线的一端延伸至第一介质基片的边缘；第二槽线，所述第二槽线与第一槽线的另一端连接；第三槽线，所述第三槽线与第一槽线的中部连接；第一介质基片的顶面具有第二金属层，所述第二金属层包括：馈电线，用于与第一金属层进行馈电；开路分支线，用于调节馈电线与第一金属层的电磁耦合强度。本实用新型具有两条频率相近的1/4波长槽线，有利于减小植入式天线的尺寸。通过在馈电线一端引入开路分支线，有利于调节馈电线与第一金属层之间的电磁耦合强度，从而改善天线的阻抗匹配，增加天线的带宽。
    公开号:CN214336911U
    申请号:CN202120321007.9U
    申请日:2021-02-04
    公开日:2021-10-01
    发明作者:钟恒；李荣强；陈东；高鸿；杨程皓；魏若玥；栾奕霖
    申请人:Chengdu University of Information Technology；
    IPC主号:H01Q1-38
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型涉及无线体域网中无线医疗设备的技术领域，具体而言，涉及超宽带植入式天线。
    [n0002] 无线体域网(Wireless Body Area Network，WBAN)是以人体为中心，由和人体相关的各种网络元素组成的通信网络，主要用于人体的健康监测。这些网络元素包括：个人终端、分布在人体周围一定距离范围内甚至人身体内部的传感器、组网设备等。在无线体域网中，人体身上的各个节点由传感器、芯片、可穿戴天线、植入式天线或吸入式天线等组成。其中，植入式与吸入式天线放入植入式医疗设备和胶囊内窥镜中，然后被植入或吞入人体中。植入式天线作为无线体域网中的无线医疗设备中的核心器件，其性能受到人体的影响较大，这是由于人体组织具有非均匀性。
    [n0003] 植入式天线的类型通常有环天线、槽天线、单极子天线、多层贴片天线等。当前，为了使植入式天线与外部基站保持良好的通信，通常要求植入式天线具有宽带、小型化以及生物兼容性等特点，然而现有技术中尚无满足上述要求的植入式天线。
    [n0004] 本实用新型的主要目的在于提供超宽带植入式天线，以解决现有技术中植入式天线不满足宽带、小型化和生物兼容性的技术问题。
    [n0005] 为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了超宽带植入式天线。该超宽带植入式天线具有第一介质基片，第一介质基片的底面具有第一金属层，所述第一金属层包括：第一槽线，所述第一槽线的一端延伸至第一介质基片的边缘；第二槽线，所述第二槽线与第一槽线的另一端连接；第三槽线，所述第三槽线与第一槽线的中部连接；第一介质基片的顶面具有第二金属层，所述第二金属层包括：馈电线，用于与第一金属层进行馈电；开路分支线，用于调节馈电线与第一金属层的电磁耦合强度。
    [n0006] 首先，第一槽线和第二槽线以及第一槽线和第三槽线构成两条1/4波长槽线，这两条1/4波长槽线具有相近的频率，可以组合成一个宽频带，有利于减小植入式天线的尺寸。其次，通过在馈电线一端引入开路分支线，有利于调节馈电线与第一金属层之间的电磁耦合强度，从而改善天线的阻抗匹配，增加天线的带宽。经验证，本实用新型的超宽带植入式天线能够在较小的尺寸下包含工业、科学和医疗(ISM，2.4～2.5GHz)频段，具有超宽带及小型化的特性，非常适合应用于无线体域网的通信系统中。
    [n0007] 进一步地是，所述馈电线的一端延伸至第一介质基片的边缘；或所述馈电线与第一金属层通过同轴线馈电。由此，实现馈电。
    [n0008] 进一步地是，所述馈电线为50欧姆馈线。由此，实用性强。
    [n0009] 进一步地是，所述馈电线与开路分支线的宽度不相同。由此，有利于调节馈电线与第一金属层之间的电磁耦合强度。
    [n0010] 进一步地是，所述第三槽线≤3条。由此，既保证了较多的谐振频率，又具有较小的尺寸。
    [n0011] 进一步地是，第二槽线和第三槽线位于第一槽线的同一侧。由此，有助于小型化。
    [n0012] 进一步地是，第二槽线和第三槽线平行排列。由此，电流分布均匀，有助于小型化。
    [n0013] 进一步地是，第二槽线和/或第三槽线具有弯折结构。由此，有助于节约天线空间，减小天线的体积。
    [n0014] 进一步地是，还具有设于第一介质基片顶面的介质覆盖层。由此，可以避免人体组织直接接触植入式天线的金属层。
    [n0015] 进一步地是，所述介质覆盖层为第二介质基片。介质覆盖层也可以采用具有生物兼容性的材料，并且可以在整个植入式天线的表面涂覆一层具有生物兼容性的薄膜材料，这样可以使植入式天线具有生物兼容性，不会和人体组织产生排斥作用。
    [n0016] 可见，本实用新型的超宽带植入式天线结构简单，便于加工制造，能够实现超宽带、小型化和生物兼容性，具有较强的实用性。
    [n0017] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
    [n0018] 构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
    [n0019] 图1为本实用新型实施例1的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0020] 图2为本实用新型实施例1的超宽带植入式天线的顶面的结构示意图。
    [n0021] 图3为本实用新型实施例1的超宽带植入式天线的侧面的结构示意图。
    [n0022] 图4为本实用新型实施例1的植入式天线的回波损耗图。
    [n0023] 图5为本实用新型实施例1的植入式天线在2.45GHz时的三维远场增益方向图。
    [n0024] 图6为本实用新型实施例2的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0025] 图7为本实用新型实施例3的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0026] 图8为本实用新型实施例4的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0027] 上述附图中的有关标记为：
    [n0028] 100-第一介质基片，200-第一金属层，210-第一槽线，220-第二槽线，230-第三槽线，300-第二金属层，310-馈电线，320-开路分支线，400-第二介质基片。
    [n0029] 下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特别指出的是：
    [n0030] 本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
    [n0031] 此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
    [n0032] 关于本实用新型中术语和单位。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
    [n0033] 实施例1
    [n0034] 图1为本实施例的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。图2为本实施例的超宽带植入式天线的顶面的结构示意图。图3为本实施例的超宽带植入式天线的侧面的结构示意图。
    [n0035] 如图1-3所示，超宽带植入式天线具有第一介质基片100以及设于第一介质基片100顶面的介质覆盖层，第一介质基片100的底面具有第一金属层200，第一介质基片100的顶面具有第二金属层300，所述第一金属层200和第二金属层300通过对介质基板表面的铜金属层进行蚀刻得到。
    [n0036] 所述第一金属层200包括第一槽线210、第二槽线220和第三槽线230；所述第一槽线210的一端延伸至第一介质基片100的边缘；所述第二槽线220与第一槽线210的另一端连接；所述第三槽线230与第一槽线210的中部连接，所述第三槽线230为一条；第二槽线220和第三槽线230位于第一槽线210的同一侧；第二槽线220和第三槽线230平行排列。
    [n0037] 所述第二金属层300包括馈电线310和开路分支线320，所述馈电线310与开路分支线320的宽度不相同；所述馈电线310用于与第一金属层200进行馈电，所述馈电线310的一端延伸至第一介质基片100的边缘；所述馈电线310为50欧姆馈线；所述开路分支线320用于调节馈电线310与第一金属层200的电磁耦合强度。
    [n0038] 所述介质覆盖层为第二介质基片400。
    [n0039] 第一介质基片100和第二介质基片400的材料为Rogers 4350，介电常数为3.48，尺寸为15*15*0.508mm3。
    [n0040] 采用能近似模拟人体肌肉的电性质、尺寸为60*60*75mm3的仿真平台测试植入式天线的性能，图4为本实施例的植入式天线的回波损耗图，图5为本实施例的植入式天线在2.45GHz时的三维远场增益方向图。
    [n0041] 从图4可以看出，植入式天线的带内具有两个明显的谐振点，其在-10dB带宽为1.7～4.13GHz，天线部分带宽达79％，属于超宽带天线。从图5可以看出，天线的增益约为-25.1dB，表明植入式天线由于人体组织的影响增益较小。
    [n0042] 实施例2
    [n0043] 图6为本实施例的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0044] 与实施例1相比，本实施例的超宽带植入式天线具有的区别是：如图6所示，第二槽线220和第三槽线230分别位于第一槽线210的两侧。
    [n0045] 实施例3
    [n0046] 图7为本实施例的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0047] 与实施例1相比，本实施例的超宽带植入式天线具有的区别是：如图7所示，第二槽线220具有弯折结构。
    [n0048] 实施例4
    [n0049] 图8为本实施例的超宽带植入式天线的底面的结构示意图。
    [n0050] 与实施例1相比，本实施例的超宽带植入式天线具有的区别是：如图8所示，所述第三槽线230为两条。
    [n0051] 实施例5
    [n0052] 与实施例1相比，本实施例的超宽带植入式天线具有的区别是：所述馈电线310与第一金属层200通过同轴线馈电。
    [n0053] 以上对本实用新型的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。基于本实用新型的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
    权利要求:
    Claims (10)
    [0001] 1.超宽带植入式天线，具有第一介质基片(100)，其特征在于：
    第一介质基片(100)的底面具有第一金属层(200)，所述第一金属层(200)包括：
    第一槽线(210)，所述第一槽线(210)的一端延伸至第一介质基片(100)的边缘；
    第二槽线(220)，所述第二槽线(220)与第一槽线(210)的另一端连接；
    第三槽线(230)，所述第三槽线(230)与第一槽线(210)的中部连接；
    第一介质基片(100)的顶面具有第二金属层(300)，所述第二金属层(300)包括：
    馈电线(310)，用于与第一金属层(200)进行馈电；
    开路分支线(320)，用于调节馈电线(310)与第一金属层(200)的电磁耦合强度。
    [0002] 2.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：所述馈电线(310)的一端延伸至第一介质基片(100)的边缘；或所述馈电线(310)与第一金属层(200)通过同轴线馈电。
    [0003] 3.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：所述馈电线(310)为50欧姆馈线。
    [0004] 4.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：所述馈电线(310)与开路分支线(320)的宽度不相同。
    [0005] 5.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：所述第三槽线(230)≤3条。
    [0006] 6.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：第二槽线(220)和第三槽线(230)位于第一槽线(210)的同一侧。
    [0007] 7.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：第二槽线(220)和第三槽线(230)平行排列。
    [0008] 8.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：第二槽线(220)和/或第三槽线(230)具有弯折结构。
    [0009] 9.如权利要求1所述的超宽带植入式天线，其特征在于：还具有设于第一介质基片(100)顶面的介质覆盖层。
    [0010] 10.如权利要求9所述的超宽带植入式天线，其特征在于：所述介质覆盖层为第二介质基片(400)。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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