一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线

本发明涉及天线，具体为一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线。

背景技术：

1、在对脑卒中进行微波成像时，发射的电磁波和接收到的回波的特性会对成像效果产生重要影响。由于人脑是一种多层次的复合组织，在靠近头部时，头部的各部分组织对电磁波既起到反射作用，又起到吸收作用，在微波检测脑卒中研究中，天线性能直接影响脑出血探测结果的准确性。因此，对辐射微波的天线进行合适的结构和工作频率的选取直接关系到脑卒中检测的效果。

2、在现有的微波脑卒中检测研究中，通过对前人工相关工作内容的研究发现，微波天线的工作频率没有明确规定，检测的电磁波需要具有较强的穿透性和较高的检测精度，低频段的天线具有较高的穿透性，能将电磁波辐射进人脑的更深处，但会降低其空间分辨力；而高频下的天线则具有较高的空间分辨力，但由于缺乏足够的穿透力，大部分辐射的电磁波只能进入人脑浅部分并被反射回来。

3、当前研究表明0.5-4ghz频率范围内是最适合微波脑卒中检测的频段，特别是低频部分，然而，低频部分的频带天线尺寸大小成为一个重要问题，很难满足在脑部贴多个贴片天线进行信号的采集。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，以解决低频部分的频带天线尺寸大小很难满足在脑部贴多个贴片天线进行信号采集的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括介质基板、辐射贴片、接地金属板以及介质谐振器，所述辐射贴片、接地金属板以及介质谐振器采用印制电路板技术固定在介质基板的同一面，所述辐射贴片位于介质基板中心位置，且辐射贴片为环形结构，所述介质谐振器位于辐射贴片中心位置，所述介质基板的底部采用印制电路板技术印刷有与辐射贴片可形成电连接的微带线；

3、所述接地金属板由矩形金属板、连接金属板以及弧形金属板一体成型设置，其中所述矩形金属板的数量为两个，且两个矩形金属板分别位于介质基板的底部两端位置，所述矩形金属板相对应辐射贴片位置的一角开设有矩形槽，以使改变传输线的分布电感和分布电容，所述连接金属板为门字形结构，且连接金属板的两端分别位于两个矩形金属板的顶部，所述弧形金属板的数量为四个，且四个弧形金属板分别位于连接金属板两内角以及连接金属板与矩形金属板两内夹角位置，以使延长了电流路径，降低了天线的谐振频率，以达到小型化的目的。

4、优选的，所述介质基板介电常数为4.3的fr-4材质构件，且介质基板的长宽和厚度分别为l＝40mm、w＝40mm和h＝1mm。

5、优选的，所述介质谐振器介电常数为10.2的陶瓷构件，且介质谐振器为外半径r＝6mm、内半径r＝3mm、高h＝5mm的空心圆柱。

6、优选的，所述辐射贴片的内径r1＝14mm，且外径r2＝18mm。

7、优选的，所述接地金属板中弧形金属板为四分之一圆环结构，且弧形金属板的内径为8mm，且外径为10mm。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、1、本发明通过在辐射贴片中部以及矩形金属板开槽配合连接金属板等方式改变了电流路径，使得天线谐振频率有所降低，从而达成小型化的目的，后又引入介质谐振器，使得高频部分的能量充分辐射，最终实现小型化以及宽带宽的目的，更利于应用于脑卒中检测系统的使用。

技术特征：

1.一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，其特征在于：包括介质基板(1)、辐射贴片(2)、接地金属板(4)以及介质谐振器(3)，所述辐射贴片(2)、接地金属板(4)以及介质谐振器(3)采用印制电路板技术固定在介质基板(1)的同一面，所述辐射贴片(2)位于介质基板(1)中心位置，且辐射贴片(2)为环形结构，所述介质谐振器(3)位于辐射贴片(2)中心位置，所述介质基板(1)的底部采用印制电路板技术印刷有与辐射贴片(2)可形成电连接的微带线；

2.根据权利要求1所述的一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，其特征在于：所述介质基板(1)介电常数为4.3的fr-4材质构件，且介质基板(1)的长宽和厚度分别为l＝40mm、w＝40mm和h＝1mm。

3.根据权利要求1所述的一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，其特征在于：所述介质谐振器(3)介电常数为10.2的陶瓷构件，且介质谐振器(3)为外半径r＝6mm、内半径r＝3mm、高h＝5mm的空心圆柱。

4.根据权利要求1所述的一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，其特征在于：所述辐射贴片(2)的内径r1＝14mm，且外径r2＝18mm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，其特征在于：所述接地金属板(4)中弧形金属板为四分之一圆环结构，且弧形金属板的内径为8mm，且外径为10mm。

技术总结
本发明公开了一种应用于微波脑卒中检测的超宽带共面介质谐振器天线，包括介质基板、辐射贴片、接地金属板以及介质谐振器，所述辐射贴片、接地金属板以及介质谐振器采用印制电路板技术固定在介质基板的同一面，所述辐射贴片位于介质基板中心位置，且辐射贴片为环形结构，所述介质谐振器位于辐射贴片中心位置。本发明通过在辐射贴片中部以及矩形金属板开槽配合连接金属板等方式改变了电流路径，使得天线谐振频率有所降低，从而达成小型化的目的，后又引入介质谐振器，使得高频部分的能量充分辐射，最终实现小型化以及宽带宽的目的，更利于应用于脑卒中检测系统的使用。

技术研发人员：李钦伟,丁德全,石玉萍
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24