当前位置: 首页 > 专利查询>英特尔公司专利>正文

角电极制造技术

技术编号:22568675 阅读:42 留言:0更新日期:2019-11-16 13:38
一种电极具有第一金属板;以及第二金属板,该第二金属板被布置成相对于第一金属板成大于0°且小于180°的角度。另外,一种鞋履具有帮面;以及布置在帮面的后跟区域的拐角中的电极。

Angle electrode

An electrode has a first metal plate; and a second metal plate arranged at an angle greater than 0 \u00b0 and less than 180 \u00b0 with respect to the first metal plate. In addition, a shoe has a upper surface and electrodes arranged in a corner of the heel area of the upper surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】角电极
本公开概括而言涉及角电极,更具体地涉及人体通信网络(HumanBodyCommunicationNetwork,HBCN)的角电极,人体通信网络也被称为无线身体区域网(WirelessBodyAreaNetwork,WBAN)。
技术介绍
HBCN/WBAN是一种基于低功率、短程信号传播的新兴技术。与信号通过空气传播的射频(RadioFrequency,RF)网络不同,HBCN/WBAN信道是由于人类组织的高导电性而通过人体建立的。为了经由HBCN/WBAN信道发送和接收信号,电极被附着到人体,并且被定位得极为贴近人体。电极设计从而就路径损耗、信号与噪声(signal-to-noise,SNR)比、和数据速度而言在HBCN/WBAN信道表征中具有重要作用。HBCN/WBAN在更低射频(RF)范围(例如低于100MHz)中操作,并且是基于人体组织和环境之间通过电极的近电磁场(nearElectro-MagneticField,EMF)耦合的。用于此频率范围的电极设计是一项有挑战性的任务,因为电极与传播信号的波长相比在电气上是较小的,并且其辐射效率相对较低。附图说明图1图示了根据本公开的一方面的角电极的示意图。图2图示了根据本公开的一方面在耦合到人体组织的两个电极之间建立的HBCN/WBAN链路的电磁图。图3图示了根据本公开的一方面的L形电极的示意图。图4图示了根据本公开的一方面的具有积分线的L形电极的示意图。图5图示了根据本公开的一方面的手腕-脚踝HBCN/WBAN链路的示意图。图6A图示了根据本公开的一方面的具有角电极的跑步鞋。图6B图示了根据本公开的一方面的具有角电极的高跟时装鞋。图7A图示了根据本公开的另一方面的具有角电极的跑步鞋。图7B图示了根据本公开的另一方面的具有角电极的跑步鞋。具体实施方式本公开针对的是一种电极,该电极具有第一金属板和第二金属板,该第二金属板被布置成相对于第一金属板成大于0°且小于180°的角度。此角电极可例如用于作为人体通信网络(HBCN)也称为无线身体区域网(WBAN)的一部分的智能鞋履无线通信中。与先前的纵向层叠电极不同,角电极改善了HBCN/WBAN链路的信号路径损耗,并且也更适合于智能鞋履设计。图1图示了根据本公开的一方面的角电极100的示意图。角电极100包括第一金属板110,和第二金属板120。第二金属板120可被布置成相对于第一金属板110成大于0°且小于180°的任何角度。第一和第二金属板110、120可包括铜,或者任何其他适当的金属或者金属的组合。另外,根据对于特定应用适当的,第一和第二金属板110、120的每一者可被形成为平直的或者弯曲的。弯曲可以是凸起或凹陷。第一和第二金属板110、120可按任何组合具有彼此不同的形状(例如,平直-平直、弯曲-弯曲、凹陷-凹陷、凸起-凸起、凹陷-凸起、平直-弯曲(凹陷或凸起),等等)。在弯曲金属板的情况下,弯曲金属板相对于另一金属板的角度是基于在弯曲金属板的最大曲率处画的切线的。当角电极100被包括在应用设置内时,介电材料(未示出)位于第一和第二金属板110、120之间。此电介质例如可以是动物组织、身体组织、空气、塑料、或者具有在适合于预期应用的范围内的介电常数的任何其他材料。第二金属板120被示为处于相对于第一金属板110成90°或更小的三个可能角度(α1、α2和α3)。按性能而言的最佳角度是α3,即90°,或者说L形。角度α1和α2的每一者在0°和90°之间。角电极100对于例如用于健身和保健中的智能鞋履应用是一种有吸引力的设计。金属板110、120的形状、长度a和厚度t以及角度α取决于鞋履样式和解剖结构。有了这种自由度,角电极110可被设计为与鞋履的形状共形。另外,关于角电极可被嵌入在鞋履内部何处,没有限制。角电极100的设计是基于对在充当发送器(TX)的电极和充当接收器(RX)的电极之间建立的HBCN/WBAN链路的EMF分析来优化的,这两个电极之一可被附着到人类前臂。图2图示了根据本公开的一方面在耦合到人体组织的两个电极之间建立的HBCN/WBAN链路的EM图200。EM图200包括接收器电极210、发送器电极220以及人体组织230或者可充当电介质的任何其他类似的组织。当作为有损导体的人体被暴露于由激励器(发送器电极220)生成的外部时变场Eext时,在身体表面上感生出表面极化电荷ρPS,并且在身体230中感生出体电流密度J。这些感生源从身体230发射散射场Escat。作为外部场和散射场的叠加的总场E可在从激励器220起的径向距离r处的任何点P处通过求解被称为矢量波等式的二阶偏微分等式来计算:其中μr是介质的相对磁导率并且εr是介质的相对电容率,并且k0是传播波的相位系数。可利用电极来测量由电场分布生成的电势差。测量到的信号的质量很大程度上取决于电极设计。采用可作为电场的线积分来计算的接收电压VRX来根据以下等式评估系统:其中L是积分线。根据以下等式基于接收电压VRX与发送电压VTX的比率来计算以dB为单位的路径损耗(PL):改善信号路径损耗可带来HBCN/WBAN链路中的改善的信号对噪声比(SNR)和更高的数据速度,同时最优的角设计可更好地装入智能鞋履内部,而不影响鞋履大小和时尚风格。例如,先前建议的方案,例如纵向层叠电极,可影响鞋底的厚度,将应用限制到通常具有更厚的空气鞋底的鞋履。本文公开的角电极可被包含到任何鞋履中。除了最优角设计以外,改善的信号路径损耗还具有许多无线通信系统益处。另外,由于带宽和接收器噪声是固定的,所以可实现发送信号功率的降低。这允许了在可穿戴市场中想要的更低功率方案。图3图示了根据本公开的一方面的L形电极300的示意图。在位于身体上或者接近身体并且其间具有电介质的两个电极300之间建立人体通信。一个电极300充当发送器并且另一电极300充当接收器。每个电极300包括两个金属板——浮在空气中的接地板310,以及附着到人体或者位于接近人体处的面向身体(body-facing,BF)板320。接地板310将信号与环境耦合(次信号路径)并且BF板320将信号耦合通过身体(主信号路径或直接信号路径)。可包括铜(σCu=58MS/m)的发送和接收电极300可耦合到人类前臂。L形电极300与先前的纵向层叠设计相比带来了面向身体板320和接地板310之间的更高电势差。另外,由于在电极300的角落处累积的更强表面电荷密度,存在更强的电场(E-field)。可利用以上的等式2来衡量电极300的两个板之间的电压(测量到的信号),等式2在实际情况中可被写作如下:其中L是被细分成均一长度的N个微分增量Δl的积分线,并且Ek是第k区间上的电场的切向分量的强度。与纵向层叠配置相比,L形配置在拐角处生成大约强十倍的电场,其中纵向层叠配置表现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极,包括:/n第一金属板;以及/n第二金属板,所述第二金属板被布置成相对于所述第一金属板成大于0°且小于180°的角度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170330 US 15/473,9411.一种电极,包括:
第一金属板;以及
第二金属板,所述第二金属板被布置成相对于所述第一金属板成大于0°且小于180°的角度。


2.如权利要求1所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板的每一者被形成为平直的。


3.如权利要求1所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板中至少一者被形成为弯曲的。


4.如权利要求3所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板的每一者被形成为弯曲的。


5.如权利要求3所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板中的另一者被形成为平直的。


6.如权利要求3所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板中的所述至少一者被形成为相对于所述第一金属板和所述第二金属板中另一者是凸起的。


7.如权利要求3所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板中的所述至少一者被形成为相对于所述第一金属板和所述第二金属板中另一者是凹陷的。


8.如权利要求3所述的电极,其中,所述第一金属板和所述第二金属板中的所述至少一者被形成为相对于所述第一金属板和所述第二金属板中另一者是凹陷的,并且所述第一金属板和所述第二金属板中所述另一者被形成为相对于所述第一金属板和所述第二金属板中所述至少一者是凸起的。


9.如权利要求1所述的电极,其中,所述第二金属板被布置成相对于所述第一金属板成90°的角度。


10.如权利要求1所述的电极,其中,所述第二金属板被布置成相对于所述第一金属板成小于90°的角度。


11.如权利要求1所述的电极,其中,在操作期间:
所述第一金属板是相对于人体组织浮动的接地板;并且
所述第二金属板是与人体组织直接或间接接触的面向身体的板。


12.一种鞋履,包括:
帮面;以及
如权利要求1所述的电极,所述电极被布置在所述帮面的后跟区域的拐角中。


13.如权利要求12所述的鞋履,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:纳达·塞克利奇阿南德·S·康那慕尔蒂莫西·F·考克斯苏拉杰·辛迪亚约翰·M·罗曼
申请(专利权)人:英特尔公司
类型:发明
国别省市:美国;US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1