一种定向天线及图像处理系统的制作方法

本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种定向天线及图像处理系统。

背景技术：

目前，在医疗行业中，胶囊内窥镜作为一种操作简单，使用方便的消化道检查设备，对于受检者不适反应极少，在健康体检中占据重要位置。

但是胶囊内窥镜将人体消化道的图像信息以无线信号的方式传输出来后，图像处理系统需要通过图像接收模块进行无线接收，而人体作为一种电磁波的高损耗介质，对无线信号的衰减很大，胶囊内窥镜传输出来的图像信息的无线信号比较弱，需要在图像接收模块内安置高增益天线，目前常规使用的是全方向天线，这种天线增益相对较低。

为提高天线增益，出现了一种单向的定向天线，具体是在介质基板在背面增加一块简单的平面反射板，使增益得到了一定提高，但是，单纯的反射板毕竟导致了四周信号能量一定程度的耗散，在特定方向上天线增益效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种定向天线，旨在解决特定方向上天线增益低的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种定向天线，包括平行布置且间隔设置的介质基板和反射板，所述介质基板的正面设置有辐射层，所述辐射层上设置有工字型缝隙，所述工字型缝隙所含的平行或近似平行的两条缝隙相对的开设，且其中一条缝隙靠近所述辐射层的一边缘处，另一条缝隙靠近所述辐射层边缘的相对另一边缘处，所述介质基板的背面设置有信号馈入端口及与所述信号馈入端口相连的微带线；所述反射板上设置有朝向所述辐射层的反射面，在所述反射面周围还设置有朝向所述辐射层的反射侧板。

更进一步地，反射侧板首尾相连围合在所述反射面周围。

更进一步地，所述反射侧板位于所述辐射层边缘外侧。

更进一步地，所述反射板为一端开口的盒式结构，且开口朝向所述辐射层。

更进一步地，所述工字型缝隙所含的平行或近似平行的两条缝隙两端靠近所述辐射层的另外两相对边缘处。

更进一步地，所述工字型缝隙所含的连接平行或近似平行的两条缝隙的第三缝隙设置在所述辐射层中部。

更进一步地，所述微带线上设置有阻抗匹配枝节。

更进一步地，所述阻抗匹配枝节包括长枝节和短枝节。

更进一步地，所述介质基板与所述反射板之间设置有支撑件。

本实用新型实施例还提供一种图像处理系统，包括图像接收模块、图像显示装置和图像合成处理器，所述图像接收模块和所述图像合成处理器与所述图像显示装置连接，所述图像接收模块设置有上述的定向天线。

本实用新型实施例在反射板的反射面周围设置有朝向所述辐射层的反射侧板，当天线的辐射层发出的信号在反射面上反射时，反射侧板可以有效减少信号向反射板的周缘外侧的散射，使天线的辐射层发出的信号在反射面上反射后，有更多的信号能量朝一个方向定向辐射，从而提高天线在特定方向上的增益；再通过在辐射层上设置工字型缝隙，并使工字型缝隙所含的平行或近似平行的两条缝隙相对的开设，使其电流绕过缝隙的路径也更长，因此谐振频率也就更低了，那么同理在谐振频率相同的情况下，工字型缝隙天线的面积就更小了，当天线的体积减少时，辐射能量更集中了，也能增强天线的增益。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的天线的立体图；

图2是本实用新型实施例提供的天线的爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的介质基板的正面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的介质基板的背面示意图；

图5是本实用新型实施例提供的天线的驻波比测试性能图；

图6是本实用新型实施例提供的天线的阻抗特性测试性能图；

图7是本实用新型实施例提供的天线的增益及方向特性测试性能图；

图8是本实用新型实施例提供的图像处理系统的示意图。

图中，10、定向天线；1、介质基板；11、信号馈入端口；12、微带线；13、工字型缝隙；14、长枝节；15、短枝节；16、过孔；17、辐射层；2、反射板；21、反射面；22、反射侧板；3、支撑件；100、图像接收模块；200、图像合成处理器；300、图像显示装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中，在反射板上设置有朝向辐射层的反射面，在反射面周围还有朝向所述辐射层的反射侧板。本实用新型实施例在反射板的反射面周围设置有朝向所述辐射层的反射侧板，当天线的辐射层发出的信号在反射面上反射时，反射侧板可以有效减少信号向反射板的周缘外侧的散射，使天线的辐射层发出的信号在反射面上反射后，有更多的信号能量朝一个方向定向辐射，从而提高天线的增益。

实施例一

如图1-图7所示，本实用新型实施例提供一种定向天线10，包括平行布置且间隔设置的介质基板1和反射板2，所述介质基板1的正面设置有辐射层17，所述辐射层17上设置有工字型缝隙13，所述工字型缝隙13所含的平行或近似平行的两条缝隙相对的开设，且其中一条缝隙靠近所述辐射层的一边缘处，另一条缝隙靠近所述辐射层边缘的相对另一边缘处，所述介质基板1的背面设置有信号馈入端口11及与所述信号馈入端口11相连的微带线12；所述反射板2上设置有朝向所述辐射层17的反射面21，在所述反射面21周围还有朝向所述辐射层的反射侧板22。该反射侧板22由反射板2边缘朝向所述辐射层17弯折而成，或在反射板2边缘固定设置(例如焊接、粘接)朝向所述辐射层17反射侧板，且反射侧板22的反射面朝向反射板2的反射面21的中部。

本实用新型实施例在反射板2的反射面21周围设置有朝向所述辐射层的反射侧板22，当天线的辐射层17发出的信号在反射面21上反射时，反射侧板22可以有效减少信号向反射板2的周缘外侧的散射，使天线的辐射层发出的信号在反射面21上反射后，有更多的信号能量朝一个方向定向辐射，从而提高天线的增益；再通过在辐射层17上设置工字型缝隙13，并使工字型缝隙13所含的平行或近似平行的两条缝隙相对的开设，使其电流绕过缝隙的路径也更长，因此谐振频率也就更低了，那么同理在谐振频率相同的情况下，工字型缝隙天线的面积就更小了，当天线的体积减少时，辐射能量更集中了，也能增强天线的增益。

具体地，工字型缝隙13包含平行或近似平行的两条缝隙及连接平行或近似平行的两条缝隙的第三缝隙。

更进一步地，该工字型缝隙13所含的平行或近似平行的两条缝隙相对的开设，且其中一条缝隙靠近所述辐射层17的一边缘处，另一条缝隙靠近所述辐射层17边缘的相对另一边缘处，工字型缝隙13与辐射层边缘之间留有少量的辐射层用于导通整个辐射层17，即该工字型缝隙13布满整个辐射层。工字型缝隙13的宽度为3-5mm左右，具体宽度不作限定，也可以大于或小于此范围。在同样面积大小的情况下工字缝隙比一字型缝隙更长，使其电流绕过缝隙的路径也更长，因此天线的谐振频率也就更低了，那么同理在谐振频率相同的情况下，工字型缝隙13天线的面积就更小了。当天线的体积减少时，辐射能量更集中了，也能增强天线的增益。

更进一步地，所述工字型缝隙所含的平行或近似平行的两条缝隙两端靠近所述辐射层的另外两相对边缘处，工字型缝隙13与辐射层边缘之间留有少量的辐射层用于导通整个辐射层17，即该工字型缝隙13布满整个辐射层，也可使其电流绕过缝隙的路径也更长。

更进一步地，所述工字型缝隙13所含的连接平行或近似平行的两条缝隙的第三缝隙设置在所述辐射层17中部。第三缝隙13设置在辐射层17中部，且向平行或近似平行的两条缝隙延伸相连，使电流在工字型缝隙13两侧绕过缝隙的路径基本相同，使天线的谐振频率更低。

具体地，介质基板1为pcb板，其形状可以是方形、矩形、圆形或椭圆形等。反射板2由金属材质制成。辐射层17覆盖整个介质基板1的正面或覆盖介质基板1正面的大部分。微带线12的宽度在2-4mm左右，具体宽度不作限定，也可以大于或小于此范围，且微带线12两端连接有接地过孔(图中未示出)，接地过孔可以设置在介质基板1的边缘处。微带线12、辐射层可由设置在介质基板1的铜箔构成，具体做法是，在对附有铜箔的印制板进行蚀刻，将多余的铜箔去除，保留构成微带线12和辐射层17的铜箔。

方向性好是指天线辐射的能量更加集中在需要辐射的方向上，本实用新型实施例中，在反射面21周围围合反射侧板22，使方向性更好，能够将能量更集中在同一个指定的方向上。而增益是天线的一个性能参数，表征天线的发射接收信号的能力，高增益天线是指天线的增益指标值较高。

为了进一步提高天线的增益指标值，将反射侧板22首尾相连围合在所述反射面21周围，具体地，在反射板2的周围设置多个反射侧板22，相邻两反射侧板22之间相连，形成反射侧板22的反射围墙，避免辐射层17发出的信号由反射板2反射后，经过相邻两反射侧板22之间的间隙散射，进而提高天线的增益指标值。

更进一步地，反射侧板22在反射面21的周围围合，形成一个具有开口的盒子，具体结构可以采用一端开口的盒式结构，类似抽屉，且开口朝向辐射层17，辐射层17位于该开口朝向范围以内的区域，从而使辐射层17发出的信号经过开口由反射板2的反射，而向反射板2的周缘外侧的散射的信号经过反射侧板22的阻挡和反射，使更多的信号能量朝反射板2反射方向定向辐射，使天线方向性更好，从而提高天线的增益。

所述反射侧板22与所述辐射层17之间设置有间距，该间距可调整；反射面21可以为平面，反射侧板22与反射板2的反射面21还可垂直设置，能进一步的防止向反射板2的周缘外侧的散射的信号经过反射侧板22的反射向四周发散，使更多的信号能量朝反射板2反射方向定向辐射，从而提高天线的增益。

实施例二

如图5所示，在实施例一的基础上，本实用新型的另一可选实施例中，所述微带线12上设置有阻抗匹配枝节。更进一步地，所述阻抗匹配枝节包括长枝节14和短枝节15。其中，长枝节14和短枝节15可由设置在介质基板1的铜箔构成，长枝节14尺寸为26±4mm*6±2mm，短枝节15尺寸为9±4mm*6±2mm，具体尺寸不作限定，也可以大于或小于此范围。长枝节14和短枝节15具有匹配阻抗的作用，本实用新型实施例中，用长枝节14和短枝节15进行阻抗匹配，可以使微带线12的阻抗与天线系统阻抗更匹配，或者说更接近天线系统阻抗，从而增强天线的增益。

实施例三

如图1、图2所示，在实施例一的基础上，本实用新型的另一可选实施例中，所述介质基板1与所述反射板2之间设置有支撑件3。

更进一步地，所述支撑件3为固定在所述反射板2上的支撑柱，支撑柱的端部设置有螺纹孔，所述介质基板1上设置有与所述螺杆相适配的过孔16，通过螺钉穿过过孔16与螺纹孔螺接，使介质基板1与反射板2固定，并平行布置且间隔设置。或者，支撑柱的端部设置有螺纹，所述介质基板1上设置有与所述螺杆相适配的过孔16，支撑柱的螺纹部分穿过过孔16与螺母螺接，使介质基板1与反射板2固定。支撑柱设置为三个、四个或更多个，使介质基板1上与反射板2之间平衡。支撑件3还可以是定距螺母。

实施例四

如图8所示，本实用新型的另一可选实施例中，本实用新型实施例还提供一种图像处理系统，与胶囊内窥镜一起用于人体消化道检测，包括图像接收模块100、图像合成处理器200和图像显示装置300，所述图像接收模块100和所述图像合成处理器200与所述图像显示装置300连接，图像接收模块100用于接收胶囊内窥镜的图像传感器发出的图像，图像合成处理器200用于合成全景图像，所述图像显示装置300用于显示图像接收模块100接收的内镜中传出的图像和图像合成处理器200合成的全景图像，该图像接收模块100设置有定向天线10。如图1-图4所示，该定向天线，包括平行布置且间隔设置的介质基板1和反射板2，所述介质基板1的正面设置有辐射层17，所述介质基板1的背面设置有信号馈入端口11及与所述信号馈入端口11相连的微带线12；所述反射板2上设置有朝向所述辐射层的反射面21，在所述反射面21周围还围合有反射侧板22，且所述反射侧板22向所述辐射层方向延伸。

本实用新型实施例在反射板2的反射面21周围设置朝向所述辐射层17的反射侧板22，当天线的辐射层发出的信号在反射面21上反射时，反射侧板22可以有效减少信号向反射板2的周缘外侧的散射，使天线的辐射层发出的信号在反射面21上反射后，有更多的信号能量朝一个方向定向辐射，从而提高天线的增益，进而使胶囊内窥镜在人体消化道内检测的图像信息更容易并清楚准确的以无线信号的方式传输出来。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。