一种柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线的制作方法

本发明属于天线制造的技术领域，具体的说是涉及一种单极子天线，尤其是一种新型柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线。

背景技术：

对于通信系统信号来说，天线占据着十分重要的地位，天线的性能好坏会直接影响整个系统的通信过程，现代信息传递要求电子器件高性能、小型化和便携性，这就要求天线具有体积小、效率高、频带宽、增益高等特性。目前，我们生活中多数天线都是以硬件形式存在，然而在一些特殊的领域，需要可共形的柔性天线。柔性天线是一种新兴的天线，它是柔性通信和电子系统实现无线接收和发射的关键部件之一，其性能的优劣会直接影响天线性能的好坏，将直接影响到整个无线通信系统的正常运行，柔性天线的特点是重量轻、可形变、性能稳定，并可与系统结构一体化，具有良好的应用潜力。

在柔性天线的研究中，胶囊天线由于其独特的应用领域而成为柔性天线的重要部分，它广泛应用于医疗胶囊内窥镜系统，由于其体积小的特点，便于吞服，因此可以取代医疗中的肠镜和胃镜等，从而减少病人进行肠镜胃镜检查的痛苦。目前，胶囊天线已经开始了其在医疗服务中的使用，在医疗健康领域具有很好的应用前景，但是目前的胶囊天线还存在尺寸大、不能很好的与内窥镜系统匹配使用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线，该天线在频点增益不变的情况下实现小型化，能够将面积缩小百分之七十以上,并且制作于柔性衬底之上，可弯曲，易与弯曲表面共形，能够放置于无线胶囊内窥镜中进行工作。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线，胶囊天线包括多枝节弓形结构的辐射贴片、微带馈线、接地面和柔性介质基板，多枝节弓形结构的辐射贴片包括上脊椎形结构贴片、弓形结构和下脊椎形结构贴片，弓形结构由粗细间隔且首尾相连的四个条形弯折构成，上脊椎形结构贴片和下脊椎形结构贴片分别由脊柱及脊柱两侧均匀分布的六个宽度相同的枝节构成，上脊椎形结构贴片的底部和弓形结构的顶端通过中轴线共线相连，弓形结构的底部和下脊椎形结构贴片的顶端也通过中轴线共线相连，在下脊椎形结构贴片的底部中心处连接微带馈线。

本发明的进一步改进在于：枝节的宽度0-0.4mm，弓形结构细条形弯折的宽度与所述枝节的宽度相同。

本发明的进一步改进在于：弓形结构的顶端和底部为粗条形弯折，粗条形弯折的宽度为细条形弯折宽度的6倍，同时弯折处的宽度为2mm-2.5mm。

本发明的进一步改进在于：辐射贴片和微带馈线设置在介质基板表面，接地面设置在介质基板背面。

柔性单极子胶囊天线印制在柔性的介质基板上，可弯曲，可与弯曲表面共形，可应用与无线胶囊内窥镜中，该天线阵列可印制在很轻薄很柔软的柔性介质材料之上，并放置于无线胶囊内窥镜中，且占用空间小，可以留下较多空间给内窥镜的其他组件使用。

本发明的有益效果是：本发明的柔性单极子胶囊天线辐射贴片呈不规则的多枝节弓形形状，目的是增大电流有效路径，从而得到天线小型化的目的，该结构能够非常有效地减小天线的尺寸，从而满足胶囊内窥镜系统的需求；这款单极子胶囊天线在2.45ghz常用频段上有较好的匹配，能够正常使用，天线的全向辐射特性仍然存在，同时该款天线在面积减小的情况下由于采用了粗细间隔的弓形结构使其可通过较大的电流从而保持较高的增益，其性能符合电子胶囊天线应用条件。

本发明所提出的柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线，其不仅具有很小的体积，可弯曲共形在胶囊内表面，占用较小的空间，同时天线在2.45ghz频段上具有良好的增益，因此可以应用在无线胶囊内窥镜中。

附图说明

图1是本发明胶囊天线表面图。

图2是本发明胶囊天线背面图。

图3是本发明胶囊天线的侧视图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1-3所示，本发明一种柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线，所述胶囊天线包括多枝节弓形结构的辐射贴片1、微带馈线2、接地面3和柔性介质基板4，所述辐射贴片1和所述微带馈线2设置在所述介质基板4表面，所述接地面3设置在介质基板4背面，所述多枝节弓形结构的辐射贴片1包括上脊椎形结构贴片6、弓形结构5和下脊椎形结构贴片7，所述弓形结构5由粗细间隔且首尾相连的四个条形弯折构成，弓形结构5从上而下依次为粗条形，细条形，细条形和粗条形，弓形结构5也可视为矩形结构的一侧和另一侧分别挖去一个和两个相同的矩形，所述上脊椎形结构贴片6和下脊椎形结构贴片7分别由脊柱及脊柱两侧均匀分布的六个宽度相同的枝节构成，所述枝节的宽度0-0.4mm，所述弓形结构5细条形弯折的宽度与所述枝节的宽度相同，弓形结构5的细条形部分与上脊椎形结构贴片6和下脊椎形结构贴片7的枝节部分共同增大了电流的有效路径，从而实现天线的小型化，所述上脊椎形结构贴片6的底部和所述弓形结构5的顶端通过中轴线共线相连，所述弓形结构5的底部和下脊椎形结构贴片7的顶端也通过中轴线共线相连，从而使得三部分成为一个整体，形成单极子天线的辐射贴片，弓形结构5整体在水平长度上与上脊椎形结构贴片6和下脊椎形结构贴片7整体的水平长度保持一致，总体比柔性介质基板宽度少了1-3mm，在下脊椎形结构贴片7的底部中心处连接微带馈线2，微带馈线2的宽度略小于上脊椎形结构贴片6和下脊椎形结构贴片7脊椎部分的宽度，约为脊椎部分宽度的2/3，所述弓形结构5的顶端和底部为粗条形弯折，粗条形弯折的宽度为细条形弯折宽度的6倍，同时弯折处的宽度为2mm-2.5mm，从而保证了通过的电流具有足够的强度，这样可以保证天线具有良好的增益，弓形结构5粗条形弯折处的宽度较大，粗条形弯折处的宽度约为枝节宽度的10倍，柔性单极子胶囊天线印制在柔性的介质基板上，如可印刷在0.05mm-0.2mm厚的柔性介质基板聚酰亚胺pi等柔性材料上，铜薄膜的厚度为0.01mm-0.02mm，柔性材料的介电常数为2.5-3.6，该胶囊天线在2.45ghz这个频段上有良好的工作效果，可弯曲，可与弯曲表面共形，可应用与无线胶囊内窥镜中，该天线阵列可印制在很轻薄很柔软的柔性介质材料之上，并放置于无线胶囊内窥镜中，且占用空间小，可以留下较多空间给内窥镜的其他组件使用。

该柔性多枝节弓形结构单极子天线对比传统的单极子天线体积减小了百分之七十以上，其增益在2.45ghz频段上仍然能够大于0.5db，并且此单极子胶囊天线为全向辐射天线，满足内窥镜胶囊系统的要求。

在制造上，该柔性单极子胶囊天线的制造工艺可以采用半导体工艺、陶瓷工艺或印刷电路工艺，将天线印制在很轻薄很柔软的柔性介质基板之上，柔性介质基板4要采用损耗尽可能低的可弯曲的柔性材料，可以很轻薄很柔软，如：热塑性聚合物pet、pen，聚酰亚胺pi，液晶聚合物lcp等。

技术特征：

技术总结
本发明是一种柔性多枝节弓形结构的单极子胶囊天线，胶囊天线包括多枝节弓形结构的辐射贴片、微带馈线、接地面和柔性介质基板，辐射贴片包括上、下脊椎形结构贴片和弓形结构，弓形结构由四个条形弯折构成，上、下脊椎形结构贴片分别由脊柱及脊柱两侧均匀分布的六个宽度相同的枝节构成，上脊椎形结构贴片的底部和弓形结构的顶端通过中轴线共线相连，弓形结构的底部和下脊椎形结构贴片的顶端也通过中轴线共线相连，在下脊椎形结构贴片的底部中心处连接微带馈线。该单极子天线实现了小型化功能，在胶囊天线常用的2.45GHz频段上可以工作，具有良好的增益，并且制作于柔性衬底之上，可弯曲，易与弯曲表面共形,能够放置于无线胶囊内窥镜中进行工作。

技术研发人员：于映;刘嘉辉;吕雪;徐柯;李采
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2019.03.04
技术公布日：2019.06.21