[发明专利]一种小型平面医用定向微波谐振天线

说明书

本发明涉及射频微波领域，具体是一种小型平面医用定向微波谐振天线，包括介质基板、金属箔片制馈线、馈电端口、平台安装孔、接地辐射贴片、SMA接头和接头安装孔，介质基板底面设有接地辐射贴片，介质基板上表面设有金属箔片制馈线和馈电端口，两个馈电端口位于金属箔片制馈线两端；馈电端口处设接头安装孔，所述接头安装孔内安装SMA接头，SMA接头将馈电端口和接地辐射贴片连接，所述介质基板四角设平台安装孔，该发明通过改变馈电天线的形状和尺寸进行实时仿真，对天线的结构、材料以及工艺上进行优化，确认仿真结果的可靠性，增加天线的有效辐射电阻，提高天线的辐射效率，达到提高天线系统的整体效果，实现定向应用的性能需求。

技术领域

本发明涉及射频微波领域，具体是一种小型平面医用定向微波谐振天线，应用于微波医学领域的研究。

背景技术

微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性，在航天航空、军事、民用、医疗等领域拥有巨大的应用潜力，如今已被广泛应用于基础实验研究和临床上的验证，随着微波技术水平的提升，越来越多的微波形式应用于医学的研究和临床应用，同时，在治疗中表现出良好的使用效果，与之前的激光技术相比，微波的治疗应用更为优越。

通过借助不同形式的微波辐射天线，将微波的能量引导至需治疗的部位，通过介质损耗吸收微波能量，实现发热升温，消炎灭菌，促进血液循环和新陈代谢，起到治疗和保健的作用，要求辐射效率高，带宽小，则微波治疗的选择性和精度也更高。

如今的医用微波天线设计，普遍结构复杂，迷你设计、多层叠加设计以及三维复杂设计，制造难度大，且在形状和体积上受到应用环境的限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种小型平面医用定向微波谐振天线，具有辐射效率高，且带宽小的性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种小型平面医用定向微波谐振天线，包括介质基板、金属箔片制馈线、馈电端口、平台安装孔、接地辐射贴片、SMA接头和接头安装孔，所述介质基板底面设有接地辐射贴片，介质基板上表面设有金属箔片制馈线和馈电端口，两个馈电端口位于金属箔片制馈线两端；所述馈电端口处设接头安装孔，所述接头安装孔内安装SMA接头，SMA接头将馈电端口和接地辐射贴片连接，所述介质基板四角设平台安装孔。

进一步，接地辐射贴片5与介质基板1尺寸相同。

进一步，金属箔片制馈线采用直角多折线对称凹形的布线方式。

进一步，金属箔片制馈线折线的直角处，均采用45°角。

进一步，通过改变金属箔片制馈线的各边长度来调节馈电点阻抗，实现天线的实际输入阻抗与特性阻抗的50Ω匹配。

进一步，在金属箔片制馈线的一边端口处设置六个方形通孔，作为SMA连接口。

进一步，通过电磁仿真软件ANSYS HFSS，对天线进行仿真和优化设计，得到满足实验应用需要的天线尺寸，使用低介电常数的介质基板，确定基板的尺寸，确定馈线的尺寸以及形状。

工作原理：所采用的微波天线是由PCB表面负载任意形状的金属箔片构成的，将天线单元蚀刻到绝缘的介质基板上，并在基板的反面粘贴一层连续的金属层，形成接地平面，通过转接头在金属箔片制馈线上同地面输入射频电流，将高频电流转换为电磁波，在三维谐振器的设计上，形状多变；以平面的微波谐振天线形式存在时具有简单的二维物理几何结构，以及损耗低、强集中辐射能力的优点；同时介质基板介电常数的选择范围很大（通常在6~140范围内），可以根据不同的应用需要，灵活选择介质基板的材料，控制尺寸。