[发明专利]一种双极化、超宽带柔性微带贴片天线

说明书

一种双极化、超宽带柔性微带贴片天线，属于医疗成像与天线技术领域。天线结构包括弧形辐射缝隙、两个近圆形辐射贴片、单边CPW馈电结构，其中单边CPW馈电结构由两个微带线和金属地板组成。弧形辐射缝隙刻蚀在金属地板上，金属地板印刷在介质基板上表面。两个近圆形贴片为圆形贴片沿圆周裁掉一部分后所得，且裁掉部分的弦长相同，二者沿135°方向镜像对称设置。两个圆形贴片分别连接微带线，微带线与探针连接，激励天线。辐射贴片、微带线印刷在介质基板上表面。本发明通过单边CPW馈电结构，将两个不同极化的天线实现共面设计，使低剖面的天线具有双极化特点，隔离度大于15dB，仅调整天线结构就能实现高隔离度。

技术领域

本发明属医疗成像与天线技术领域，涉及一种可应用于肿瘤成像与监测的双极化、超宽带柔性微带贴片天线。

技术背景

多年以来，乳腺肿瘤已经发展成为危害全世界女性身心健康的恶性肿瘤之一，已经取代子宫癌成为女性癌症患者死亡的主要因素。在经济发达的沿海地区，乳腺癌的发病率已经位居所有女性恶性肿瘤的首位。由于乳腺肿瘤位于体表，所以乳腺癌的诊断相对于其他癌症如胃癌、肝癌等更容易，并且检查的方法有很多，因此乳腺癌患者经过早期的诊断和积极的治疗，能够得到比其他癌症更好的治疗效果。

随着互联网+医疗时代的到来，智能医疗以及智能穿戴设备成为未来医疗发展的必然趋势。智能穿戴设备可以在不影响人体正常活动的情况下对人体健康状况进行观测，这也为乳腺癌的早期监测带来了契机。其中，基于超宽带天线技术的乳腺肿瘤成像成为可穿戴医疗设备的热门技术之一。目前超宽带成像天线主要以单极化天线为主，并且国内技术研究大多只存在理论分析，试验系统验证还比较缺乏。可穿戴乳腺肿瘤监测系统主要面临以下问题：首先，系统的空间尺寸较小，如何利用有限的空间实现高性能的天线是需要考虑的首要问题；其次，为了满足穿戴的舒适性，天线基底应为柔性材料，因而，天线性能应对弯曲等变形具有鲁棒性；此外，由于天线与人体之间的距离较近，人体对天线的性能影响较大，因而需要设计对人体敏感度较低的天线。如何设计低剖面、超宽带、高鲁棒性的柔性天线系统，并结合成像算法，实现穿戴式乳腺肿瘤监测是亟待解决的难题。

发明内容

本发明针对乳腺肿瘤监测系统面临的挑战，提出了双极化、超宽带柔性基片集成微带天线，结合肿瘤成像算法，将设计的天线阵列排布，实现了低成本、双极化、柔性、宽覆盖范围的肿瘤监测系统。

为了达到上述目的，本发明所采用的解决方案如下：

一种双极化、超宽带柔性微带贴片天线，可应用于肿瘤成像与监测，所述天线结构主要包括弧形辐射缝隙1、两个近圆形辐射贴片A4和B5、单边CPW馈电结构，其中单边CPW馈电结构由微带线A3、微带线B6以及金属地板7组成。所述的弧形辐射缝隙1刻蚀在金属地板7上，金属地板7印刷在介质基板2的上表面。所述的近圆形贴片A4和B5为圆形贴片沿圆周裁掉一部分后所得，两个近圆形贴片裁掉部分的弦长相同，且两个近圆形贴片A4和B5沿着135°方向镜像对称设置。所述近圆形贴片A4、B5分别连接微带线A3、B6，其中，微带线A3、B6也沿着135°方向镜像对称，微带线A3、A6的中线分别穿过A4、A5的圆心并相交于介质基板2的中心。所述微带线A3和B6可以与探针连接，激励天线。A3、A4、A5、A6分别与介质基板2平行，并且印刷在介质基板2的上表面。

所述的弧形辐射缝隙1尺寸为完整圆弧的四分之三，弧形的圆心位于介质基板2的中心。所述的近圆形贴片A4和B5设于完整圆弧另外四分之一弧形位置，且位于完整圆弧内部。所述的微带线A3、B6的延长线过介质基板2的中心，微带线A3作为馈电端口Port1，微带线B6作为馈电端口Port2。所述弧形辐射缝隙1的半径对应带宽的低频点，近圆形贴片A4、B5对应带宽的高频点。