无线内窥镜胶囊微带天线装置

摘要

本发明属于无线内窥镜的微波通信设备领域，其特征在于，该装置是安装在内径为1cm的无线内窥镜胶囊内的微带天线装置，它采用短路针技术，把辐射单元设计成弧形臂形式以实现小尺寸的微带天线，在采用低介质损耗的微波介质的同时，又通过提高介质厚度来补偿小尺寸微带天线较小的电学厚度，并提高天线的增益和效率；本微带天线是用双面印制板工艺制造的，自由空间中谐振频率为2.45Hz，略高于射频信号中心频率，阻抗带宽为100MHz，满足无线内窥镜胶囊的要求。

主权项

1.无线内窥镜胶囊微带天线装置，其特征在于：该装置是一种阻抗带宽BW＝100MHz、中心工作频率fC＝2.4GHz且能够安装在内径为1cm的无线内窥镜胶囊内的天线装置；位于所述无线内窥镜胶囊内的无线收发装置和该无线内窥镜胶囊微带天线装置通过所述微带天线装置上的馈电通孔传送射频信号；所述无线内窥镜胶囊微带天线装置采用直径Rsub为5mm、厚度h为4mm、相对介电常数εr为3.5的圆形微波介质，基于常规双面印刷电路板工艺加工制造；所述圆形微波介质在距离圆心DF＝1mm处有一个孔径RF＝0.65mm的馈电通孔，该圆形微波介质的一面覆有厚度tm＝35um的金属，并有一个以所述馈电通孔的圆心为圆心、直径Rgnd为2mm的圆形缺口；该圆形微波介质的另一面覆有厚度tm也为35um的金属辐射单元图样，该图样由以介质圆心为圆心的弧形臂和一段由馈电通孔为圆心沿径向往外到弧形臂的微带线组成，所述弧形臂内径Ri＝3.3mm，外径Ro＝4.3mm，自弧形臂与所述微带线相交处到该弧形臂末端的弧度θ为5.88弧度，所述微带线宽度W＝2mm；在所述弧形臂和所述微带线相交处中心有一个半径RS＝0.5mm的短路通孔，该短路通孔的圆心与所述圆形微波介质圆心的距离为DS＝(Ro+Ri)/2；该短路通孔使得所述弧形臂为四分之一波长谐振结构，其谐振频率fR为：$f_R=\frac{c}{4L_{\mathrm{eff}}\sqrt{{ϵ}_{\mathrm{eff}}}},$ 其中c为真空中光速，Leff为所述弧形臂有效长度Leff＝DSθ，εeff为有效介电常数，该fR＝2.45GHz。