[发明专利]一种天线及通过天线进行无线通信的植入医疗装置

说明书

本发明公开了一种天线及一种借助天线进行无线通信的植入医疗装置，所述医疗设备包含:设备外壳、混合电路、天线以及馈通组件，所述天线设计为立体三维的形状，最大程度增加了天线的辐射口径，减小了天线二维面积，通过耦合将导电壳体变为部分辐射部件，实现数据的传输，提高了能量传输效率和数据的传输距离。

技术领域

本发明涉及一种天线，该天线能够被封装于植入式医疗装置，通过馈通组件与植入式医疗装置的混合电路连接，实现植入式医疗装置和体外远程设备的远场通信，适用于医疗器械和临床领域。

背景技术

植入式医疗设备(植入体)普遍存在提供诊断或治疗能力。植入式心脏除颤器(ICD)、植入式心脏监视器(ICM)、植入式心脏起搏器(Cardiac Pacemaker)、无导线植入心脏起搏器、皮下式植入心脏除颤器(SICD)以及各种组织、器官和神经刺激器或传感器等三类有源植入产品，一般需要医生或专业人员用体外程控仪与植入体刺激器之间实现无线通讯，完成数据传输，植入体软件升级，紧急停止等可能的功能。本发明目的是解决无线通讯的效率和通讯质量，提高无线传输效率，避免出现通讯不畅或失败。

传统的通讯方式通过电感近场耦合的方式，在几厘米的距离下进行无线通讯，这种方式的缺点是：通讯距离太近，使用方式受限且数据率较低，数据率一般在数千或数十千比特。

随着技术的进步，植入体电路与体外程控仪和其他遥控设备的远程通讯变得可能，并且越来越普遍的应用在设备控制、数据传输和实时监控等方面，植入体与体外设备能够在数米的距离下进行通讯。作为通讯的硬件基础之一，植入体天线被放置在壳体外的连接头内，这样可以保证天线辐射的能量不被金属壳体吸收，并最大限度地被传导出去。

随着电路和结构愈发的集成化和小型化，天线的物理空间受到限制。一般来说，通讯距离与天线的辐射效率/增益，发射端天线的发射功率，接收端天线的灵敏度有关。天线的效率/增益与天线的大小存在正相关。为了最大程度的增加天线效率，增加最大传输距离，设计人员提出了各种方案。例如，修改通讯频率和解码方式，使得在相同硬件条件下系统对信号有更好的敏感度；或者尝试设计方向性更好的天线，以期待在某一方向上达到较好的效率；或者增加匹配网络以达到更小的回波损耗和更好的辐射效率，在特定频率下可以实现更远的传输距离。这些方法通常是不可取的，因为他们要么在实际情况中偏离了植入体在法规中所允许的通讯频段，要么在手术过程中需要额外的要求，要么在变化的环境中很难保持通讯的稳定性，并且增加所需要使用的器件。

一般来说，为了达到较理想的天线效率，天线的总长需要至少四分之一至二分之一个波长。天线长度的减小会降低天线的辐射阻抗，从而使天线和源端的匹配以及和空气阻抗的耦合变得更加困难，从而显著降低天线效率。本示例提出了一种增加天线有效辐射效率的方案，该天线通过在三维空间多次弯折并和壳体进行耦合，以获得更好的辐射能力。

发明内容

本发明提供了一种天线，该天线包括三个部分，第一部分包含两个L型段ABC和DEF及连接两个L型段短边的圆弧段CD。所述两L型段ABC和DEF所在平面相互垂直，所述两个L型段两边AB和EF长度不相同，且位于两短边BC和DE所在平面的同一侧，第二部分为处于同一平面的一个弯折段GH，所述弯折段所在平面与第一部分中两个L型段所在平面都垂直，第三部分为一个圆弧段FG，将所述第一部分的L型段的最长边EF与第二部分的弯折段GH连接。

所述天线为MICS的微波通讯，工作频率为MICS 402MHz到405MHz。

所述天线为单极天线，没有相应的对偶结构。

所述天线的弯折段包含垂直Z型、连续多个垂直Z型、水平Z型、连续多个水平Z型、水平梯形、连续多个水平梯形、垂直梯形、连续多个垂直梯形、水平W型、连续多个水平W型、垂直W型、连续多个垂直W型。

所述天线第一部分的圆弧段CD与第三部分圆弧段FG所在平面垂直，所述第三部分圆弧段FG与所述第一部分中有较短长边的L型段所在平面平行。