一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线制造技术

本发明专利技术涉及一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，属于医疗器械技术领域，包括粘扣护膝，柔性微波天线，微波接头，其中：粘扣护膝采用OK布整体裁剪而成，裁剪的三条固定带内表面缝制有魔鬼粘，可贴合在膝部四周，所述粘扣护膝内侧设有可放置柔性微波天线的内衬，外侧缝制有放置微波接头的车缝母座；所述柔性微波天线采用高介电常数的柔性材料线路板，采用微带贴片双振子组振，振子之间连接采用串馈的方式，通过同轴电缆线与微波接头相连。本发明专利技术采用2.45GHz柔性微波天线的设计，能与膝部进行较好的贴合，患者的膝关节可得到全方位的均匀辐射治疗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线
本专利技术涉及医疗器械
，具体涉及一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线。
技术介绍
随着社会科技的迅猛发展，日新月异的科学技术不断产生和更新换代，越来越多的设备运用在了人体健康上。可穿戴医疗健康设备也是人类医疗健康领域的新的革新，从理论和概念上，逐步的转变为真正的产品。膝关节是人体最大、最复杂、所受作用力最强的运动关节，随着人口老年化及人们生活方式改变，膝关节伤病的发生率呈逐年上升趋势，其发病率及发病种类在关节病中居于首位。临床中，现常采用理疗方法、药物治疗等来缓解关节及骨科术后引起的疼痛。药物治疗往往会给病人生理上带来许多的副作用，造成病人更多的不适，各种理疗仪器虽然能缓解一些，但也不能达到理想的效果，有时反而还会造成膝部肿胀加重，内部出血等不适症状。通过临床对比，微波直接照射患者膝部关节疾病，其产生的离子热效应能使切口组织温度升高，不但不会灼伤组织，反而会促进血液循环和增加血管通透性，有利于吞噬细胞进行吞噬作用，同时刺激细胞组织修复和再生，达到消肿止痛及快速康复的效果，因微波穿透力极强，所以无需解开敷料即可直接进行照射，临床证明微波治疗仪对患者的膝部有着较好的疗效，能让患者更好的在康复期进行功能锻炼，早日回归社会。天线作为微波治疗仪信号发送和接收的终端，在可穿戴设备中起到关键作用。人体本身是一个巨大介质，自身具有非均匀的介电常数，与天线结合时会对天线性能产生较大影响，人体各种组织和器官的电阻率也各不相同，电阻抗也不同，因此，可穿戴天线置于人体表面时，电磁波与人体会相互影响。人体包含多种多样的组织，且每一种组织都具有不同的电特性。人体组织的电特性随着组织类型（如皮肤、骨骼、血液、肌肉和脂肪等）以及频率的变化而变化。因此，柔性天线与人体的最佳结合方案，需要准确地理解和分析人体组织的电特性，为不同的人体组织设计适合的天线。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，2.45GHz柔性微波天线的设计，能与膝部进行较好的贴合，患者的膝关节可得到全方位的均匀辐射治疗。为实现上述目的，按照本专利技术提供的技术方案，所述一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，包括粘扣护膝，柔性微波天线，微波接头，其中：粘扣护膝采用OK布整体裁剪而成，裁剪的三条固定带内表面缝制有魔鬼粘，可贴合在膝部四周，所述粘扣护膝内侧设有可放置柔性微波天线的内衬，外侧缝制有放置微波接头的车缝母座；所述柔性微波天线采用高介电常数的柔性材料线路板，采用微带贴片双振子组振，振子之间连接采用串馈的方式，通过同轴电缆线与微波接头相连。所述柔性微波天线是一个微带线馈电的矩形微带天线，由辐射贴片、接地板、介质基板和馈电线四个部分组成。所述的辐射贴片采用50Ω等幅同向馈电方式，由两个振子组成，辐射贴片尺寸为axb，即64x35mm，矩形微带天线的辐射主要由a边与接地板之间的窄缝隙产生，这两条边被称为辐射边，辐射边的尺寸影响着微带天线的方向性函数、辐射电阻及输入阻抗，从而也就影响着频带宽度和辐射效率，微带天线贴片b长度近似为λg/2，λg为介质内波长。a边尺寸长度可由下式算得：其中c是光速，ƒr是谐振频率，εr为介质材基板的介电常数，由上式可知a总是取小于λ0/2的值。所述接地板采用完整的金属平面，与微波入射传输的同轴电缆外导体相连，接地板的尺寸尽可能小，为了减小天线重量及安装面积，沿辐射各边向外延伸λg/10的长度，由于接地板的存在，天线主要向上半空间辐射；所述介质基板采用高介电常数εr的柔性材料以便于与载体共形，介质厚度≤3mm，介质基板有效介电常数为εe；由上式可知εr与边长的长度直接相关。所述馈电线连接两个辐射贴片，在两个辐射贴片之间与形成阻抗变换器，形成了一个周期性的共面波导馈电设计，增大了天线整体的面积尺寸，馈电线的宽度为3mm-5mm；进一步地，所述柔性微波天线在信号输入端口设置有10x15mm大小的耦合块，耦合块与输入馈电线缝隙小于1mm，耦合块与矩形辐射贴片振子缝隙小于1mm；进一步地，所述微波接头内芯与同轴电缆内导体相连，微波接头外部与同轴电缆外导体相连；所述同轴电缆的内导体连接到输入馈电线端，同轴电缆外导体连接到所述接地板。相较与现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的可穿戴柔性微波天线根据膝部组织特性设计，结合护膝，有利于更好的贴合人体，能较大程度地满足穿戴者的舒适度。2、本专利技术选择具有高介电常数的柔性线路板，提高可穿戴天线效率，降低了天线辐射带来的损耗，使整个膝关节都可以进行理疗。附图说明图1为本专利技术的穿戴式微波天线整体示意图。图2为本专利技术的穿戴式微波天线整体展开正面示意图。图3为本专利技术的穿戴式微波天线整体展开背面示意图。图4为本专利技术的柔性微波天线辐射贴片面结构示意图。图5为本专利技术的柔性微波天线接地板面结构示意图。图6为本专利技术的柔性微波天线辐射增益方向图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细说明。如图1、图2、图3所示，所述一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，包括粘扣护膝1，柔性微波天线3，微波接头3，其中：粘扣护膝1采用OK布整体裁剪而成，裁剪的三条固定带内表面缝制有魔鬼粘4，可贴合在膝部四周，所述粘扣护膝内侧设有可放置柔性微波天线的内衬5，外侧缝制有放置微波接头的车缝母座2；所述柔性微波天线3采用高介电常数的柔性材料线路板，采用微带贴片双振子组振，振子之间连接采用串馈的方式，通过同轴电缆线6与微波接头2相连。如图4、图5所示，所述柔性微波天线3是一个微带线馈电的矩形微带天线，由辐射贴片7、接地板8、介质基板9和馈电线10四个部分组成，柔性微波天线3利用馈电线和同轴电缆馈电，在辐射贴片7与接地板8直接激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板8之间的缝隙向外辐射。所述的辐射贴片7由两个振子组成，辐射贴片尺寸为axb，即64x35mm，矩形微带天线的辐射主要由a边与接地板之间的窄缝隙产生，这两条边被称为辐射边，辐射边的尺寸影响着微带天线的方向性函数、辐射电阻及输入阻抗，从而也就影响着频带宽度和辐射效率，微带天线贴片b长度近似为λg/2，λg为介质内波长。所述接地板8采用完整的金属平面，与微波入射传输的同轴电缆6外导体相连，接地板8的尺寸尽可能小，为了减小天线重量及安装面积，沿辐射各边向外延伸λg/10的长度，射频电磁场通过辐射贴片和地板之间的激励产生，由于接地板的存在，天线主要向上半空间辐射；所述介质基板9采用高介电常数εr的柔性材料以便于与载体共形，介质厚度≤3mm，介质基板有效介电常数为εe，作为微带天线设计的第一步就是要选定介质基板9并确定其厚度，这是因为介质板材料的εr和其厚度直接影响着微带天线的一系列性能指标；所述馈电线10连接两个辐射贴片7，在两个辐射贴片之间与形成阻抗变换器，馈电线10的宽度为3mm-5mm，通过调节共面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，其特征在于：包括粘扣护膝，柔性微波天线，微波接头，其中：粘扣护膝采用OK布整体裁剪而成，裁剪的三条固定带内表面缝制有魔鬼粘，可贴合在膝部四周，所述粘扣护膝内侧设有可放置柔性微波天线的内衬，外侧缝制有放置微波接头的车缝母座；所述柔性微波天线采用高介电常数的柔性材料线路板，采用微带贴片双振子组振，振子之间连接采用串馈的方式，通过同轴电缆线与微波接头相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，其特征在于：包括粘扣护膝，柔性微波天线，微波接头，其中：粘扣护膝采用OK布整体裁剪而成，裁剪的三条固定带内表面缝制有魔鬼粘，可贴合在膝部四周，所述粘扣护膝内侧设有可放置柔性微波天线的内衬，外侧缝制有放置微波接头的车缝母座；所述柔性微波天线采用高介电常数的柔性材料线路板，采用微带贴片双振子组振，振子之间连接采用串馈的方式，通过同轴电缆线与微波接头相连。


2.根据权利要求1所述的一种用于膝部理疗的穿戴式微波天线，其特征在于：所述柔性微波天线是一个微带线馈电的矩形微带天线，采用2.45GHz的谐振频率，由辐射贴片、接地板、介质基板和馈电线四个部分组成。


3.根据权利要求2所述的柔性微波天线，其特征在于：所述的辐射贴片采用50Ω等幅同向馈电方式，由两个振子组成，辐射贴片尺寸为axb，即64x35mm，矩形微带天线的辐射主要由a边与接地板之间的窄缝隙产生，这两条边被称为辐射边，辐射边的尺寸影响着微带天线的方向性函数、辐射电阻及输入阻抗，从而也就影响着频带宽度和辐射效率，微带天线贴片b长度近似为λg/2，λg为介质内波长；a边尺寸长度可由下式算得：



其中c是光速，ƒr是谐振频率，εr为介质材基板的介电常数，由上式可知a总是取小于λ0/2的值。
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄学芳，杨斌，孙良俊，
申请(专利权)人：南京亿高微波系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32