The invention discloses a method for multi carrier wireless RF transmission system, implantable electronic medical devices in which the mean peak value of multi carrier waveform optimization design after has a higher ratio in the limited bandwidth, improve the RF energy conversion efficiency. Under the condition of the power transmission standard in the biological tissue, the radio frequency energy transmission system can obtain deeper transmission depth and higher energy conversion efficiency. A multi carrier radio frequency energy transmission method is also disclosed.
【技术实现步骤摘要】
多载波无线射频能量传输系统及方法
本专利技术涉及电子
,尤其涉及一种用于可植入式电子医疗设备的多载波无线射频能量传输系统以及能量传输方法。
技术介绍
现阶段的医疗领域应用了越来越多的电子设备,包括可植入式脑电波记录芯片和神经电刺激器等。这些可植入式设备可能需要外部能量源来提供令其完成操作的能量。为满足植入患者体内的电子设备的功率需求,传统解决方案往往采用连接至外部电源的经皮电缆,这增加了患者感染的可能性,降低了舒适度。另一方面,可植入式设备的电池寿命是有限的,更换电池时的手术增加了患者额外的负担和风险。无线射频能量传输作为一种新型能量传输方式,为现有的可植入式电子医疗设备提供了更方便和安全的能量来源。为实现无线射频能量传输,一个完整的系统包括发射端和接收端。其中,发射端包括波形生成电路、功率放大电路以及发射天线或感应线圈;接收端包括整流电路和电源管理电路。现有的无线射频能量传输系统可以分为近场传输和远场传输。在近场无线射频能量传输系统中,射频能量是通过两个谐振在同一频率的感应线圈之间的耦合进行传递的。在远场无线射频能量传输系统中,接收端吸收来自发射端天线发射的射频辐射能量。目前针对可植入式电子医疗设备的无线射频能量传输系统,主要面临着生物体内传输安全性以及在复杂生物介质中射频能量传输效率低等问题,而相应的优化解决方案主要集中在通过改进发射端和接收端电路的设计,来提高能量传输效率。但是,在无线射频能量传输波形的优化设计方面仍处于一片空白。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种对传输波形进行了优化的、高效率的无线射频能量传输系统和方法。根据本专利技术的一方面 ...
【技术保护点】
一种用于可植入式电子医疗设备的多载波无线射频能量传输系统,包括:发射端,其位于患者体外,被配置为发射所述多载波合成波形,所述发射端包括载波生成电路、多载波合成电路、系统电源和发射线圈,所述载波生成电路用于基于数字信号处理器生成多路副载波,所述多载波合成电路用于将所述副载波合成为多载波合成波形,所述发射线圈用于发射所述多载波合成波形;以及接收端,其与可植入式电子医疗设备一起位于患者体内,被配置为接收所述发射端产生的多载波合成波形并向所述可植入式电子医疗设备提供能量,所述接收端包括整流电路、电源管理电路以及接收线圈,所述接收线圈用于从发射端接收所述多载波合成波形,所述整流电路用于将射频能量转换为直流能量。
【技术特征摘要】
1.一种用于可植入式电子医疗设备的多载波无线射频能量传输系统,包括:发射端,其位于患者体外,被配置为发射所述多载波合成波形,所述发射端包括载波生成电路、多载波合成电路、系统电源和发射线圈,所述载波生成电路用于基于数字信号处理器生成多路副载波,所述多载波合成电路用于将所述副载波合成为多载波合成波形,所述发射线圈用于发射所述多载波合成波形;以及接收端,其与可植入式电子医疗设备一起位于患者体内,被配置为接收所述发射端产生的多载波合成波形并向所述可植入式电子医疗设备提供能量,所述接收端包括整流电路、电源管理电路以及接收线圈,所述接收线圈用于从发射端接收所述多载波合成波形,所述整流电路用于将射频能量转换为直流能量。2.根据权利要求1所述的多载波无线射频能量传输系统,其特征在于,所述发射端包括时钟,且所述载波生成电路包括多个同时钟数字信号产生电路,用于产生多路同相位副载波信号。3.根据权利要求1所述的多载波无线射频能量传输系统,其特征在于,所述发射端包括功率放大电路,用于在进行所述合成之前对所述副载波进行功率放大。4.根据权利要求3所述的多载波无线射频能量传输系统,其特征在于,所述功率放大电路包括多路功率放大子电路,用于对生成的所述多路副载波分别进行功率放大。5.根据权利要求1所述的多载波无线射频能量传输系统,其特征在于,所述发射端包括通信接口,用于与外部设备相连以传输载波参数,所述载波参数包括但不限于副载波个数、幅值以及副载波间的频率间隔。6.根据权利要求1所述的多载波无线射频能量传输系统,其特征在于,所述接收端包括阻抗匹配电路,该阻抗匹配电路包括谐振元件和阻抗变换电路,所述谐振元件用于接收端感应线圈的耦合,所述阻抗变换电路用于进行接收线圈与整流电路之间的阻抗匹配。7.根据权利要求1所述的多载波无线射频能量传输系统,...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭永新,仲正,刘仲涛,
申请(专利权)人:新加坡国立大学,苏州工业园区新国大研究院,
类型:发明
国别省市:新加坡,SG
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