专利名称：用于研究电磁辐射对脑部影响的射频模拟信号发射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够模拟发射多种类型射频信号的装置，尤其涉及一种用于研究 电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射装置。
背景技术：
电磁辐射对人体损伤的机制主要有致热效应与非致热效应，日常生活中手机射频 信号以及UHF频段的RFID射频信号的辐射较为常见。为了能采用磁共振成像技术在射频 信号发射时对志愿者脑部进行影像学检查，对电磁辐射的损伤情况及损伤机制进行研究， 需要产生简单的射频模拟信号，而本装置可作为射频信号的发射装置，通过射频线将该装 置模拟发射的射频信号传送到放置于核磁共振扫描仪内人脑附近的发射天线上，进而利用 扫描仪对脑部进行成像分析。手机不能放进核磁共振扫描仪，无法用手机做电磁辐射源，虽然信号源也能产生 手机模拟信号，但价格昂贵，携带和使用不方便，而本装置不仅能产生CDMA、GSM、WCDMA手 机射频模拟信号，而且能产生UHF频段的RFID射频模拟信号。它体积较小，携带方便，使用 方法简单，可根据实验需要选择相应的射频模拟信号。
发明内容
本发明公开了一种能提供用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号 发射装置，它能发射CDMA、GSM、WCDMA手机射频模拟信号以及UHF频段的RFID射频模拟信 号，并且通过控制开关可灵活地控制射频模拟信号的发射功率大小以及选择所需要发射的 射频模拟信号。本发明是通过以下技术方案实现的本发明的射频模拟信号发射装置由铝制矩形金属盒、电路板、电源输入接口，电源 开关，射频输出接头，控制开关组成。盒内的电路板是用来产生3种手机射频模拟信号和 UHF频段的RFID射频模拟信号，电路板上有扫频电压产生模块，射频信号产生模块，射频信 号放大模块。扫频电压产生模块主要由⑶4069芯片及其辅助电路组成，⑶4069芯片是由六个 非门电路组成，每个非门电路都能产生与输入逻辑电平值相反的电平值，CD4069芯片及其 辅助电路的功能是产生一定幅度的扫频电压。射频信号产生模块由压控振荡器VC07L0-1050以及VC07L0-2100芯片及其 辅助电路组成，VC07L0-1050和VC07L0-2100芯片能产生的射频信号频率范围分别是 700MHz-1050MHz和1650MHz_2IOOMHz，它们的输入调谐电压值在1-20V之间，压控振荡器及 其辅助电路的主要功能是在扫频电压的控制下能产生相应频段，相应带宽的手机射频模拟 信号以及UHF频段的RFID射频模拟信号。射频信号放大模块由功率放大器PF0414B和TOSHIBA S-AU80芯片及其辅助电路 组成。该模块的功能是放大射频模拟信号的发射功率。PF0414B和TOSHIBA S-AU80芯片能放大射频信号，它们的工作频率范围分别是1710MHz-1785MHz和880MHz_915MHz，功率增益 分别可达32. 5dbm和35dbm。⑶4069芯片及其辅助电路产生的扫频电压和压控振荡器的辅助电路产生的直流 电压一起作为压控振荡器的输入调谐电压(直流电压和扫频电压分别控制压控振荡器输 出信号的频段和带宽)，通过调整输入电压，便可从相应的压控振荡器的输出管脚得到对应 的射频发射模拟信号。压控振荡器VC07L0-1050芯片可产生CDMA，GSM手机射频模拟信号 以及UHF频段的RFID射频模拟信号，VC07L0-2100芯片可产生WCDMA手机射频模拟信号， 得到的射频模拟信号还需经功率放大器放大才能满足通信标准中对相应射频信号发射功 率的要求。功率放大器PF0414B芯片用来放大WCDMA手机模拟信号，TOSHIBA S-AU80芯片 用来放大CDMA，GSM手机模拟信号以及UHF频段的RFID射频模拟信号。功放辅助电路用于 控制功放输出的射频信号功率的大小以及选择所需要的信号。产生的射频模拟信号通过射 频输出接口发射出去。发射出去的射频信号通过射频线引入到核磁共振扫描仪内，进而通 过核磁共振成像技术研究射频电磁辐射对脑神经的损伤情况和损伤机制。本发明的有益效果是它体积较小，成本低，携带方便，使用方法简单，可产生用于 研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号。
图1为本发明的射频模拟信号产生电路的原理流程图；图2是本发明的射频模拟信号产生的电路原理3是本发明的结构示意4是本发明和核磁共振扫描仪研究射频模拟信号电磁辐射对人脑影响的实验 示意图
具体实施例方式本发明包括矩形铝制金属盒、电路板、电源输入接口、电源开关、射频输出接头、控 制开关。装置发射的射频模拟信号是通过固定于底板的电路板产生的。其工作原理流程图 和具体电路图如图1、图2所示。在图1中，⑶4069芯片⑴和辅助电路1⑵联合产生的扫频电压与辅助电路2 (3) 产生的直流电压一起进入到相应的压控振荡器VC07L0-1050芯片(4)和VC07L0-2100芯 片(5)的输入管脚，压控振荡器的输出连接到对应的功率放大器TOSHIBA S-AU80芯片(7) 和PF0414B芯片(8)的信号输入端，功率放大器的输出信号通过射频输出接口(9)发射出 去，辅助电路3 (6)产生的电压连接到功率放大器的电压控制管脚进而控制射频输出信号 大小。在图2中，辅助电路1(2)是由2个电阻，1个电容并联而组成的，将两电阻的一端 和电容的一端连接在一起，将它们的另一端连接到⑶4069芯片(1)相应管脚，利用⑶4069 芯片内的非门和RC并联电路的充放电特性即可产生扫频电压。辅助电路2(3)是由两部 分电路组成的，其中一部分电路由电位器，电容构成，CD4069芯片(1)的输出端与电位器 一端相连，电位器另一端接地，电位器中间端与电容的一端连接，该电路的作用是用来调整 扫频电压的最大幅度值以及滤除该电压中的直流分量，另一部分电路是由电压源，电位器，地级联而成，电位器的中间端与电容的另一端连接在一起进入VC07L0-1050芯片(4)的 输入调谐电压管脚以控制输出射频信号的频率，带宽，通过调整两个电位器即可得到相应 的射频模拟信号。VC07L0-1050芯片(4)的输出管脚连接到TOSHIBA S-AU80芯片(7)的 射频信号输入管脚进行放大。辅助电路3 (6)是由电源，2个电位器以及地电平级联而成， 3个开关(13)的一端分别与地，两个电位器的中间端连接，开关的另一端连接在一起进入 TOSHIBA S-AU80芯片(7)的控制管脚，从而通过开关来控制输出的射频模拟信号功率的大 小。TOSHIBA S-AU80芯片(7)的输出管脚连接到射频输出接口(9)，通过接口将射频信号 发射出去。在如下所示的电路图中，从上至下的4路分支电路产生的射频模拟信号依次为 CDMA手机、GSM手机、UHF频段的RFID、WCDMA手机射频模拟信号。4种射频模拟信号的产 生原理类同。不同的是产生WCDMA手机射频模拟信号的压控振荡器和功率放大器分别为 VC07L0-2100 芯片(5)和 PF0414B 芯片(8)。在图3所示的实施例中，射频输出接口(9)、电源接口(10)、电源开关(11)分别位 于矩形金属盒的左，右两侧面上，射频输出接口在左侧面上等间隔分布。控制射频信号输出 功率大小的开关(12)等间隔均勻分布在矩形金属盒(13)的上表面。产生射频模拟信号的 电路板(14)固定于矩形金属盒(13)的下底面。在图4所示的实施例中，本射频模拟信号发射装置(17)的 射频输出接口(9)通过 射频电缆线(16)引入到核磁共振扫描仪(15)内部，磁共振功能成像技术可以直观的观察 到电磁辐射对人脑部(18)组织的综合作用效果，通过图像后处理可以对接受电磁辐射的 脑神经核团的电活动进行评价和分析。
权利要求
一种用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射装置，其特征在于，它是由矩形铝制金属盒、电路板、位于矩形盒侧面的电源输入接口、电源开关、射频输出接头、分布于矩形盒上表面的控制开关组成。
2.根据权利要求1所述的用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射 装置，其特征在于，所述电路板固定于所述矩形金属盒的底面上。
3.根据权利要求1所述的用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射 装置，其特征在于，所述控制开关均勻等间隔分布于所述矩形金属盒的上表面。
4.根据权利要求2所述的用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射 装置，其特征在于，所述电路板由扫频电压产生模块，射频信号产生模块，射频信号放大模 块3个部分组成，它可同时产生GSM、CDMA、WCDMA手机射频模拟信号以及UHF频段的RFID 射频模拟信号。
5.根据权利要求3所述的用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射 装置，其特征在于，所述控制开关可方便地控制所述电路板产生的射频模拟信号发射功率 大小以及选择所需要发射的射频模拟信号。
6.根据权利要求1所述的用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射 装置，其特征在于，所述发射装置的射频输出接口需通过一定长度的电缆引入到核磁共振 扫描仪内。
全文摘要
本发明公开了一种用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的射频模拟信号发射装置，包括矩形铝制金属盒、电路板、电源输入接口、电源开关、射频输出接口、控制开关。电路板固定在金属盒底面上，电源输入接口、电源开关、射频输出接头口位于金属盒侧面，控制开关均匀分布在金属盒表面上。本发明可以产生用于研究电磁辐射对脑神经功能影响的GSM、CDMA、WCDMA手机射频模拟信号以及UHF频段的RFID射频模拟信号。射频模拟信号由集成电路板产生，经射频输出接口发射出去。本发明发射出的射频信号通过射频电缆线引入到核磁共振扫描仪内，利用扫描仪对脑部进行成像分析来研究电磁辐射对脑神经功能影响。
文档编号H04B1/034GK101820291SQ20101013714
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月1日 优先权日2010年4月1日
发明者李书芳 申请人:北京邮电大学