【摘要】：隨著科技的發(fā)展,無線電子通信系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,包括人工耳蝸、神經(jīng)信號記錄系統(tǒng)、無線膠囊內(nèi)窺鏡(Wireless Capsule Endoscopes,WCE)系統(tǒng)、末梢神經(jīng)微驅(qū)動系統(tǒng)等,這些醫(yī)療設(shè)備為疾病診斷、監(jiān)測、治療帶來了新的選擇。其中,WCE系統(tǒng)是一種集信息通訊、光電工程、生物醫(yī)學(xué)及圖像處理與一體的綜合性系統(tǒng),由眾多的細(xì)小部件構(gòu)成,包括攝像頭、電池、天線等部件,其中用于圖像數(shù)據(jù)發(fā)射的無線通訊天線,是系統(tǒng)的重要組成部分。與傳統(tǒng)天線相比,其作用于人體環(huán)境內(nèi),應(yīng)用環(huán)境具有很大復(fù)雜性及局限性。傳統(tǒng)的天線由于尺寸大、帶寬較窄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜已經(jīng)不能滿足WCE系統(tǒng)的要求,作用于該系統(tǒng)的天線正朝著小型化、多功能、寬頻帶、易共形等方向發(fā)展。為了滿足作用于WCE系統(tǒng)天線的需求,本文提出了新型雙臂螺旋天線結(jié)構(gòu),對天線的小型化、寬頻帶等特性進(jìn)行了研究。主要包括以下幾個部分的內(nèi)容:首先,介紹了無線電子應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用于生物醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,重點(diǎn)介紹了國內(nèi)外科研人員對WCE系統(tǒng)中天線部分的研究現(xiàn)狀,并且對作用于該系統(tǒng)的不同種類的天線性能做出了比較分析。明確該系統(tǒng)中天線的結(jié)構(gòu)及性能后引出所做的主要工作內(nèi)容。其次,介紹了天線的工作原理及衡量一款天線電學(xué)性能的各種基本參數(shù),包括方向函數(shù)、方向圖、效率、增益、輸入阻抗、極化、帶寬和有效面積。介紹了螺旋天線的基本結(jié)構(gòu),和不同條件下的工作模式,重點(diǎn)分析了螺旋天線在法向模輻射工作模式下的極化和輻射特性。接著,設(shè)計了兩款膠囊天線。一款四層圓形螺旋貼片構(gòu)成的雙臂螺旋天線,其工作頻率為2.4GHz,貼片直徑為11mm,厚度僅為1.1mm,帶寬達(dá)到了2.5GHz左右,采用高介電常數(shù)為10.2的Rogers RO3010材料作為襯底,很好地實(shí)現(xiàn)了天線的小型化。一款采用聚酰亞胺(polyimide,PI)作為襯底的柔性雙臂螺旋天線,螺旋直徑11mm,高度11.8mm,安裝于膠囊內(nèi)壁上,容易共形,充分利用了系統(tǒng)空間,是一款超寬帶天線,研究了螺旋臂的寬度和長度對天線回波損耗以及諧振頻率的影響。最后,對所設(shè)計的兩款雙臂螺旋膠囊天線進(jìn)行加工制造,通過天線實(shí)物測試,對其電學(xué)性能進(jìn)行分析。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH77;TN823.31
【圖文】：

圖 1-1 植入式、攝取式、注射式體內(nèi)無線醫(yī)療設(shè)備體內(nèi)無線醫(yī)療設(shè)備，其中包括植入式、攝取式、注射式手術(shù)來進(jìn)行實(shí)施，多年來隨著技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)從笨重位監(jiān)測器。攝取式醫(yī)療設(shè)備通常具備膠囊的外觀，像藥式醫(yī)療設(shè)備是無線膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，有望取代有線內(nèi)窺無痛無創(chuàng)的實(shí)施形式為消化道疾病的診斷帶來全新的選將微型監(jiān)測設(shè)備注入人體，例如已有的神經(jīng)刺激器具有監(jiān)測人體生物參數(shù)等功能。鏡系統(tǒng)鏡用來檢測人體消化系統(tǒng)內(nèi)部疾病，包括胃腸道潰瘍、帶有攝像頭的柔性光纖管插入食道中，提供消化系統(tǒng)病

京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第一章 緒論小時后自然排出體外，系統(tǒng)工作于運(yùn)動狀態(tài)下，允許患者在整個檢查過程中繼續(xù)其正�；�。系統(tǒng)在工作的 8 個小時內(nèi)以每秒 2 幀速度拍攝 57000 張彩色圖像，并且圖像分辨率很高，以識別出最小尺寸小于 0.1mm 的物體。傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)對人體而言是具備侵入性的，CE 系統(tǒng)預(yù)示著小腸內(nèi)窺鏡成像的革命性創(chuàng)新，可以作為檢測 10 歲及以上兒童和成人小腸常的工具。

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