JPS60206332A - デユアル・アンテナ　トランシーバ - Google Patents

デユアル・アンテナ　トランシーバ

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JPS60206332A
JPS60206332A JP60046327A JP4632785A JPS60206332A JP S60206332 A JPS60206332 A JP S60206332A JP 60046327 A JP60046327 A JP 60046327A JP 4632785 A JP4632785 A JP 4632785A JP S60206332 A JPS60206332 A JP S60206332A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般的（二は電磁干渉のある環境内で動作し
なければならない相互通信デバイス（二関する。更（二
詳しく云うと、本発明は植込まれた医療用デバイスと遠
く離れ°Ｃ通信する外部トランシーバに関する。この相
互通信リンクの一部は、植込まれたデバイスの動作を変
えるため外部デバイスから植込まれたデバイスへ送信さ
れる制御又はプログラミング信号からなる。このリンク
の残りの部分は、電流状態、バッテリレベル又は患者デ
ータなどの情報を伝えるため植込まれたデバイスから外
部デバイスへの低レベル遠隔計測送信からなる。
発明が解決しようとする問題点 植込まれた医療用デバイスを用いた相互通信は、干渉が
生じやすい環境（：おいて、特（＝医療用デバイスが生
命機能の維持Ｃ：絶対（二必要な場合（ニ一層重大とな
る特別な問題の解決を迫っている。必然的２二植込まれ
た医療用デバイスは長寿命バッテリからの超低電力レベ
ルを必要とする。最も一般的な植込み型遠隔計測システ
ムは低レベル遠隔計測信号を外部的（＝受信するため（
二重−の多巻数コイル（ｍｕｔｔｉ　−ｔｕｒｕｅｄ　
ｃｏｉｔ）を用いる。これらの単一コイル受信アンテナ
は、臨床環境（二存在する電界。
磁界および電磁界源からの干渉（二きわめ゛〔敏感であ
る。
多数の植込み型遠隔計測システムは２つの別個の外部コ
イルを用い°Ｃおり、１つのコイルは植込まれたデバイ
スへ制御又はプログラミング情報を送信するためのもの
であり、もう一方のコイルは植込まれたデバイスから遠
隔計測データを受信するためのものである。この結果、
外部トランシーバの受信回路と送信回路の同調は、これ
らの２つのコイルがきわめ゛Ｃ近接しＣいるので相互依
存関係Ｃ二ある。
発明の目的、構成 本発明は信号対雑音比を著しく改善する２つの雑音消去
アンテナコイル、および相互作用する同調問題を起こさ
ずに、またスイッチ素子を用いず毫二同じアンテナコイ
ルネットワークを介し′〔信号の送受信ができる１つの
回路を用い゛〔いる。この改良された外部トランシーバ
回路は、陰極線管およびビデオモニタのような一般的な
干渉源（二きわめ゛Ｃ近接した（２インチル２フイート
程度）植込み型医療用デバイスを用いた相互通信を可能
にする。
発明の概要 磁界雑音消去トランシーバがデュアルコイルアンテナ回
路（二よつＣ具えられＣいる。受信モードでは、直列対
向（二接続された２つの同一のコイルは両方のコイル１
二共通な雑音信号を消去し、１つのコイルのみｄ；ある
所望する信号を受信する。直列対向コイルと並列のキャ
パシタンスは受信器。
アンテナ回路の共振周波数を設定する。送信子−ドでは
、直列対向６二接続された２つのコイルは。
その各々の対が各非隣接端子上５二あり、２対の極が反
対になつＣいるダイオードを介し゛〔それらのコイルの
非隣接端子を接地６二クランプさせ゛〔いる。
コンデンサを介しＣ２つのコイルの接続点Ｃ；結合され
た送信器信号は等しい電流を共通の接続点から各コイル
へ流し、それぞれのダイオード接続点へ流し、それぞれ
の極が反対になり・Ｃいるダイオード対を介し゛〔接地
へ流し°Ｃ付加磁界を発生させる。送信器結合キャパシ
タンスおよび２つのコイルの並列組合せによつ°Ｃ直列
共振が設けられる。
送信器同調と受信器同調は独立しＣいる。送信器は受信
アンテナコイル間のヌルポイントに接続され°〔いるの
で、受信器同調は送信器回路および結合キャパシタンス
によつ゛（影響されない。ダイオード対は送信中に受信
器入力を横切り゛〔相対的短絡を提供するので、送信器
同調は受信器回路および受信器キャパシタンスζ二よっ
て影響されない。
３、発明の詳細な説明 本発明のデュアル・アンテナ　トランシーバ設計は、超
低電力Ｃニよる植込型医療用デバイスとともＣ二動作す
る相互通信システムを提供する。このアンテナおよびト
ランシーバ制御設計を用いると、アナログデータおよび
デジタルデータの両方を例えばパルス間隔変調を用いる
ことによつ°Ｃ植込まれたデバイスから遠隔計測するこ
とができる。同様な方法によりプログラミングデータお
よび指令を外部装置から植込まれたデバイスへ送信でき
る。
一般にこの型のシステムは有効なシステムを提供するた
めには克服しなければならない多数の重要な問題（二直
面する。それらの問題６二は下記のようなものがある。
Ａ、植込まれたデバイスからの弱い 遠隔計測信号 植込まれた医療用デバイスは長年の間１個のバッテリ源
から電力の供給をうけなければならないので、植込まれ
た医療用デバイス内の送信器は通常超低電力の制約を有
する。更ζ二、生物学的適合性は近代的な植込み型デバ
イスにおいＣはレーザで溶接したチタンケースを用いる
こと（二より“Ｃ達成されるが、とのチタンケースは植
込まれたデバイスから放射される信号を更：；減衰させ
る。
電力の制約とケース（；よる減衰の結果、外部的鑑二弱
い遠隔計測信号を検出するＨは非常Ｃ：敏感な遠隔計測
受信器が必要とされる。
Ｂ、病院環境１：は多数の干渉源が存在する。
近代的な病院は普通に用いられる遠隔計測通過帯域１二
おける磁界を放射することができる電子装置を備え′Ｃ
いる。例えば、ある植込み型遠隔計測システムは帯域幅
２５ＫＨｚをもつ中心周波数１７５ＫＨｚを用いＣいる
。現在病院で用いられ°Ｃいる１１１１極線管、ビデオ
モニタ、およびその他の多数の種類の備品のような装置
は、遠隔計測受信器から２フイートの近くで帯域内（ｉ
ｎ−ｂａｎｄ）干渉を発生させる可能性がある。
Ｃ，ランダム位相干渉は受信アンテナＣニおける遠隔計
測信号を消去するかも しれない 遠隔計測信号および干渉信号はフェーズロックされ・Ｃ
いないので、干渉信号の振幅および極性は、受信アンテ
ナζ二おける遠隔計測信号磁界（ｆｉｅ／ｄ）を消去す
る状態を周期的響二設ける可能性がある。
この状態は精巧な電子ろ波および信号処理によつ°Ｃ解
消できない。という訳は、この信号は最初（：アンテナ
Ｃ：よつ“〔受信されないからである。
Ｄ、比較的強力なプログラミング信号が植込まれたプロ
グラミングデバイス （二よつ゛〔要求される。
植込まれたデバイスをプログラミングする場合の電磁干
渉問題を避けるためＣニ、かなり強力なプログラミング
信号を用いること：二よつＣ１又は特別に設計された保
安回路（ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｌｒｏｕｉｔｓ）　Ｃよ
って信頼できるプログラミングが行われる。例えば、入
力受信器１ｍ、’＠力を供給しデジタル符号化アクセス
およびプログラミング符号の受信を可能Ｉ：するため４
二先づ磁気リードスイッチを閉じなければならないブμ
グラミング用保安システムが現在用いられＣいる。所望
する時に信頼できる再プｐグラミングを確実に行うため
６二、外部送信器は送信アンテナから６〜４インデのと
ころ４二強力な磁界を発生することができなければなら
ない。しかし、放射磁界はまた容認できる調整放出レベ
ル（ｒｅｇｕムｔｏｒ）ｒ　＠ｍ１ｓｓｉｏｎ　＃ｖａ
ム）Ｃニ一致しなＣすれはならない。
Ｅ、受信器同調と送信器同調とは独立 しＣいるべきである。
製造上の立場からも操作上の立場からも受信器同調と送
信器同調が完全（二独立し′Ｃいることがきわめ゛〔望
ましい。受信器同調と送信器同調との間の相互依存性は
初期校正の期間中、またフィールドサービスの期間中シ
ニ困難を生じさせる。
こ島（二説明し“〔あるデュアル・アンテナ　トランシ
ーバは以前のアンテナ回路に優る多くの利点を提供する
。それらの利点とし゛〔は下記のようなものがある。
（１）　アンテナから数フィート離れ゛〔いる発生源が
発生させる帯域内の、空間的に調整された（　５ｐａｔ
ｉａｕｙ　−ａｆｌｇｎｅｄ　）干渉磁界（二対し゛Ｃ
単一コイルアンテナよりも２４−３０ｄｂ改良された雑
音排除。
（２）送信器および受信器アンテナ回路の同調が独立し
Ｃいる。
（３）送信器および受信器の独立した同調を達成するの
にスイッチを必要とせず、能動スイッチ素子が用いられ
°〔いないので部品数をか少なく′Ｃすヘデバイスの信
頼性を高める。
（４）能動スイッチ素子が発生させる切換え過渡状態が
避けられる。
（５）干渉磁界をアンテナコイル軸Ｃ二直角Ｃ二（ｎｏ
ｒｍａｔ）調整すると、更に３０　ｄｂの干渉排除をう
ることができる。
（６）　代表的な陰極線管又はビデオモニタの４インチ
ル２フイート内で妥当な遠隔計測信号を受信できるが、
これとは対照的に単一コイルアンテナは同じ信号レベル
で前記デバイスから３〜６フイート離れ・〔い・Ｃも干
渉を検出することがある。
本発明のデュアル・アンテナ　トランシーバを添付の第
１図を参照して説明するが、この図面（二おいてトラン
シーバの送信器１０はその出力を固定共振コンデンサ１
６と調節可能な共振コンデンサ１４の並列組合せ（二接
続させており、この組合せは送信器周波数でアンテナを
共振させるのＣ；用いられる。並列共振コンデンサは送
信器回路と接続点２０との間に接続されている。接続点
２０は２つの直列接続アンテナコイル２２および２４の
間（二ある。接続点２６および２８の近く１二ある２つ
の小さい黒点はコイル２２および２４の巻線の極性を示
す。巻線の極性はこれらのコイルが直列対向（ｓｅｒｉ
ｅｓ−ｏｐｐｏｓｉｔｉｏｎ）になるよう（＝なってい
る。
コンデンサ３０および３２は直列対向コイル２２および
２４とともシー並列共振回路を形成するのに用いられる
。コンデンサ３０はこの共振周波数を微同調する。
トランシーバ回路には４つのダイオードが用いられてお
り、そのうちの２つのダイオードは電気的接続点２６ζ
二電気的（二結合されており、他の２つのダイオードは
接続点２８　に結合されている。
ダイオード３４はその陰極を接続点２６（二結合させ。
その陽極を接地させており、一方ダイオード３６はその
陽極を接続点２６　に結合させており、その陰極を接地
させている。同様（二、ダイオード６８はその陰極を接
続点２８に接続させており、その陽極を接地させており
、一方ダイオード４０はその陽極を接続点２８：；接続
させ、その陰極を接地させている。従って、ダイオード
対５４　、５６又はダイオード対３８．４０を横切って
生じるいかなる信号もその振幅はこれらのダイオードを
横切って生じる電圧低下（二限定される。
ダイオード３４の陰極およびダイオード６６の陽極は線
４２によってアンテナ負荷抵抗４６の一方の端に接続さ
れている。従ってダイオード３４および３６は１極性が
反対６；なっている“と云ってよいかもしれない。アン
テナ負荷抵抗４６のもう一方の端は線４４によってダイ
オード３８の陰極およびダイオード４０の陽極Ｃ二接続
されている。
負荷抵抗４６両端に生じた電圧は結合コンデンサ４８お
よび５０６二よって受信器５２（二結合される。
上述したよう（二、植込まれた医療用デバイス８からの
磁界９はコイル２２よりもコイル２４により強力な影響
を及ぼす。デバイスが受信モードｄ；ある時砿二は、受
信器入力にみられる信号は各個々のコイル両端に生じた
電圧間の差である。受信器５２はアンテナとシステム接
地との間の電圧差によるいかなる雑音導入をも回避する
ために差動増幅器入力段を用いることが望ましい。
受信モードでは、植込まれたデバイスに最も近いアンテ
ナコイル２４は、更に遠くはなれて位置している２２　
よりも著しく大きな信号を受信する。
例えば、植込まれた心臓ペースメーカ８は、それがコイ
ル２４をコイル２２より著しく強力な信号（＝結びつけ
る遠隔計測情報を送信中である場合（：は磁界９を作り
だす。他方、より遠く（二位置している雑音源６はコイ
ル２２および２４の両方を同じ磁界鑑二結びつける磁界
７を与える。しかし、コイルは直列対向で巻かれている
ので、雑音源６からの雑音電界成分は消去され、主とし
て受信器５２の出力（二おける信号成分を残す。
遠隔計測受信の期間中は、一般にダイオードを横切って
印加される低アンテナ信号電圧によって。
すべてのダイオードは本来非導通状態になる。それらの
電圧はビーク−ビークで一般≦二５ミリボルト以下であ
り、従ってダイオード３４，３６および６８゜４０は接
地へのきわめて高い抵抗として有効６二動作する。アン
テナコイル２２．２４を結びつける干渉磁つ 界は受信器入力（二？いて合計されると消去する等しい
、しかし反対のアンテナ電圧を発生させ、受信器差信号
の共通モード排除もまた望ましくない電界ピックアップ
（ｐｉｃｋ−ｕｐ）を減衰させる。従って。
遠隔計測磁界はコイル２２オよび２４に等しくないアン
テナ電圧を発生させる。従って、遠隔計測信号は結合コ
ンデンサ４８および５０を介して受信器５２０入力（二
現われる。受信動作モードの期間中Ｃ。
送信器回路１０は反対に巻かれたコイル２２　、２４の
間のヌルポイン）ｌ二効果的に接続され、従って受信器
回路Ｃ二明らかな影響は与えない。
しかし、トランシーバが送信モードにある場合には、２
５０ボルトビーク−ビークの代表的なアンテナ電圧は、
ダイオード５４．５６および５８．４０の故に送信され
た信号の極性には関係なく接続点２６゜２８において接
地への有効な短絡をつくる。次−二電流は並列接続コン
デンサを通って流れ、コイル２２．Ｃ２４を通って分割
し、付加磁界を発生させる。という訳はこれらの素子は
このようＣ二直列共振回路を形成するからである。大き
な送信されたアンテナ信号はバッテリから電力を供給さ
れる励振回路（ｄｒｉｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によ
っても生じることがある。導通ダイオード３４　、５６
および３８．４０は回路が送信モードＣ二ある場合には
、受信器５２および受信器同調コンデンサ５２．５０を
回路から有効Ｃ二除去している。送信中の最大アンテナ
電圧区二対しては、コンデンサ５０３よび３２は０．１
チ以下の損失係数をもつべきである。　）
【図面の簡単な説明】
本発明は、第１図を参考ζ二して示されて３す。 この第１図はトランシーバの動作を示すため６二植込み
型医療用デバイスの近りＣ：、そして外部雑音源からは
さしｔ；離れて置かれているデュアル、アンテナ　トラ
ンシーバの概略図である。 図において ６は雑音源 １０は送信器 １４．１６，３０，５２．４８．５０はコンデンサ２２
．２４はアンテナコイル ５４．５６．５８．４０はダイオード ５２は受信器 ８は医療用デバイス 特許出願人　メトトロニック・インコーボレーテツド代
理人弁理士玉蟲久五部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　受信手段、送信手段、および直列対向４二巻かれ
    Ｃおり接続点（二結合された第１および第２誘導手段、
    前記送信手段と前記接続点との間に結合される第１容量
    性手段、を具え、前記第１および第２誘導手段および前
    記第１容量性手段は前記送信手段の送信周波数Ｃ：おい
    ′Ｃ直列共振周波数を形成し、前記第１誘導手段は第１
    出力点（：結合され前記第２誘導手段は第２出力点に結
    合され、第２容量性手段は前記第１および第２出力点を
    横切り・〔結合され、前記受信手段の受信周波数におい
    て前記第１および第２誘導手段とともに並列共振回路を
    形成することを特徴とするデュアル・アンテナ　トラン
    シーバ。 ２、第１および第２出力点（：結合され、信号が極性（
    二関係な（所定の最大値を超えるのを制限する信号制限
    手段を更ｃ二含む特許請求の範囲第１項に記載され゛〔
    いるデュアル・アンテナ　トランシーバ。 ３、前記信号制限手段は、電圧制限手段である前記特許
    請求の範囲第２項に記載され・〔いるデュアル・アンテ
    ナ　トランシーバ。 ４、前記信号制限手段は整流器である前記特許請求の範
    囲第６項Ｃ二記載され′Ｃいるデュアル・アンテナ　ト
    ランシーバ。 ５、前記信号制限手段は、極性が反対になつ・Ｃいるダ
    イオードを具える前記特許請求の範囲第４項（二請求さ
    れ′Ｃいるデュアル・アンテナ　トランシーバ。 ６、　受信手段は、第１および第２出力点Ｃ；おける信
    号を受信し差動増幅するように結合された差動入力手段
    を具える特許請求の範囲第１項に記載され′Ｃいるデュ
    アル・アンテナ　トランシーバ。 ２　前記第１および第２出力点（二結合され、極性舊：
    関係なく信号が所定の最大値を超えるのを制限する信号
    制限手段を更）二含む前記特許請求の範囲第６項口記載
    されＣいるデュアル・アンテナトランシーバ。 ８．前記信号制限手段は、電圧制限手段である前記特許
    請求の範囲第７項（二記載され・Ｃいるデュアル・アン
    テナ　トランシーバ。 ９　前記信号制限手段は、整流器手段である前記特許請
    求の範囲第８項（二記載されＣいるデュアル・アンテナ
    　トランシーバ。 １０、前記信号制限手段は、極性が反対になつ゛〔いる
    ダイオードを含む前記特許請求の範囲第９項（二記載さ
    れているデュアル・アンテナ　トランシーバ。
JP60046327A 1984-03-09 1985-03-08 デユアル・アンテナ　トランシーバ Granted JPS60206332A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/587,754 US4542532A (en) 1984-03-09 1984-03-09 Dual-antenna transceiver
US587754 1984-03-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60206332A true JPS60206332A (ja) 1985-10-17
JPH0453329B2 JPH0453329B2 (ja) 1992-08-26

Family

ID=24351073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60046327A Granted JPS60206332A (ja) 1984-03-09 1985-03-08 デユアル・アンテナ　トランシーバ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4542532A (ja)
EP (1) EP0154563B1 (ja)
JP (1) JPS60206332A (ja)
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