一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统及乳腺癌检测、定位方法

本发明专利涉及天线领域，尤其涉及一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统及乳腺癌检测、定位方法。

背景技术：

1、目前传统乳腺癌检测方法的存在局限性以及诸多不便之处，例如：检测费用昂贵，设备造价昂贵，检测过程对人体存在有害辐射等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统及乳腺癌检测、定位方法。为医疗领域提供一种更可靠且易于操作的检测工具。通过无创、准确和便捷的方式，实现对乳腺癌的早期检测与监测。

2、为解决现有技术问题，本发明公开了一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统，包括若干对五边形贴片天线，若干对五边形贴片天线分布于待检测乳房的任意两侧，每个五边形贴片天线的外轮廓围成相连接的四边形和等腰直角三角形，等腰直角三角形的尖头处设有激励源；位于同侧的相邻的两个五边形贴片天线等腰直角三角形的尖头朝向相垂直。

3、进一步地，所述五边形贴片天线安装在fr-4底板上。

4、进一步地，所述fr-4底板的厚度为1.56mm。

5、进一步地，远离等腰直角三角形的尖头处的四边形侧边为五边形天线的下基线，下基线长度为w，w的范围为6-14mm。

6、进一步地，w为10mm。

7、相应地，用于乳腺癌检测的天线阵列系统的乳腺癌检测方法：通过五边形贴片天线向待检测乳房发射电磁波，识别电磁波幅度变化；若电磁波损耗值较大，则说明电磁波经过了乳腺癌肿瘤；若电磁波的损耗值趋近于零，则说明不存在乳腺癌肿瘤。

8、相应地，用于乳腺癌检测的天线阵列系统的乳腺癌定位方法：通过五边形贴片天线向待检测乳房发射电磁信号，乳腺癌肿瘤的存在导致电磁信号在传输路径上的变化，五边形贴片天线阵列系统捕捉交叉路径实现对乳腺癌肿瘤定位。

9、本发明具有的有益效果：

10、本发明通过检测经过乳腺癌肿瘤的信号的传输损耗相比于没经过乳腺癌肿瘤的回波损耗明显下降，实现对乳腺癌肿瘤的检测。当电磁信号通过经过乳腺癌肿瘤的传输路径时，群时延在中心频率附近也会发生明显的变化。与此相反，在没有乳腺癌肿瘤的情况下，群时延基本上趋近于零。通过多组路径交织，形成肿瘤组织的探查和定位。本发明提供一种简单便捷，并且成本低廉的乳腺癌的检测方式。

技术特征：

1.一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统，其特征在于，包括若干对五边形贴片天线，若干对五边形贴片天线分布于待检测乳房的任意两侧，每个五边形贴片天线的外轮廓围成相连接的四边形和等腰直角三角形，等腰直角三角形的尖头处设有激励源；位于同侧的相邻的两个五边形贴片天线等腰直角三角形的尖头朝向相垂直。

2.根据权利要求1所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统，其特征在于，所述五边形贴片天线安装在fr-4底板上。

3.根据权利要求2所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统，其特征在于，所述fr-4底板的厚度为1.56mm。

4.根据权利要求1所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统，其特征在于，远离等腰直角三角形的尖头处的四边形侧边为五边形天线的下基线，下基线长度为w，w的范围为6-14mm。

5.根据权利要求4所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统，其特征在于，w为10mm。

6.根据权利要求1-5任一所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统的乳腺癌检测方法，其特征在于：通过五边形贴片天线向待检测乳房发射电磁波，识别电磁波幅度变化；若电磁波损耗值较大，则说明电磁波经过了乳腺癌肿瘤；若电磁波的损耗值趋近于零，则说明不存在乳腺癌肿瘤。

7.根据权利要求1-5任一所述的用于乳腺癌检测的天线阵列系统的乳腺癌定位方法，其特征在于：通过五边形贴片天线向待检测乳房发射电磁信号，乳腺癌肿瘤的存在导致电磁信号在传输路径上的变化，五边形贴片天线阵列系统捕捉交叉路径实现对乳腺癌肿瘤定位。

技术总结
本发明提供一种用于乳腺癌检测的天线阵列系统及乳腺癌检测、定位方法，各个平面上的五边形贴片都是相互正交的，以此来减小贴片天线之间的耦合影响。同时垂直与水平极化的天线单元只能接受同极化的天线单元传输的信号，从而可以实现对肿瘤的立体定位。通过对五边形贴片的研究发现，各尺寸参数会影响该天线的反射系数、相位、反射系数的频率等性能指标，对此进行改进和优化，发现当贴片W＝10mm，其性能最好。构建5GHz下乳腺癌模型与确定适当的天线阵列结构和布局后进行仿真，经过仿真验证发现经过肿块的S参数发生变化，当电磁信号通过经过乳腺癌肿瘤的传输路径时，群时延在中心频率附近会发生明显的变化。与此相反，在没有乳腺癌肿瘤的情况下，群时延基本上趋近于零。以此进行乳腺癌的检测。

技术研发人员：杨凌升,陈勉
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24