TW201422275A - 電磁訊號耦合裝置、天線模組、植入式裝置及生醫植入式無線傳輸之系統 - Google Patents
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Abstract
本揭露為一種電磁訊號耦合裝置及天線模組。天線模組包括有第一、第二以及第三介質基板。此天線模組上形成一迴圈式的電流路徑,以形成一感應磁場且於第一與第二介質基板的上表面也形成一均勻電場。此感應磁場搭配此均勻電場,將產生一向人體外輻射之電磁波。此電磁波經由電磁訊號耦合裝置,在增強電磁波的訊號強度後,原則上使能量集中朝身體外輻射並減少於身體內部散溢之損耗。
Description
本發明係關於一種電磁訊號耦合裝置、天線模組、植入式裝置及生醫植入式無線傳輸之系統。
這些年來,隨著微機電技術的成熟,加上顯微外科技術水準的提高,目前已可將許多檢測、控制用之醫療儀器微小化以植入人體,用來代替補償人體器官功能,以進行人體內部各種生理參數之檢測。
因植入式生醫裝置不需通過皮膚或腸胃消化系統,故各種干擾因素大為減少,提供了與人體間良好之匹配性,具有使用方便、舒適等優點。尤其針對器官、組織,可作即時性之調控,對於修復身體機能與監控病情有相當大之助益。利用植入式生醫裝置,可直接檢測各種由體外難以檢測之生理參數,並可對各生理參數進行連續和即時之監控。如此可提供醫師長期、連續性之生理健康監測資料,配合上遠端醫療與照護系統之輔助,醫師更可以提供即時有效率之醫療服務,醫療服務將會由被動之治療、急救成為積極之預防性醫療。
目前使用的植入式生醫裝置,例如神經肌肉刺激器、人工電子耳、心臟起搏器、心臟除顫器、心律調節器...等,因為植入式生醫裝置
需具備尺寸小、植入壽命長的特點,因此在天線設計上就需要考量到尺寸、天線的輻射增益、及輻射效率以節省電量延長電池壽命。此外,植入式生醫裝置需適用於各種人體環境之植入,因此天線對環境的高穩定性也很重要。
一般而言,植入式天線的設計大多採用立體結構,其尺寸大且佔空間,並且天線對於環境穩定性低,需要仰賴匹配電路調整共振頻率,同時倘若植入式生醫設備還具有各式感測器以及資料傳輸、回饋等功能,將造成更多的電池損耗。
本揭露提供一種電磁訊號耦合裝置、天線模組、植入式裝置及生醫植入式無線傳輸之系統。
根據本揭露之一實施例的一種電磁訊號耦合裝置,此電磁訊號耦合裝置由至少一細胞陣元所組成,此細胞陣元大致呈多邊形且包括一基板、一第一金屬線、一第二金屬線、一第三金屬線、一第四金屬線、一第五金屬線、一第一連接部、一第二連接部、一第三連接部、及一第四連接部。第一金屬線設置於基板上且具有一第一端與一第二端。第二金屬線連接於第一金屬線之第一端且具有一第一端與一第二端。第三金屬線連接於第一金屬線之第二端且具有一第一端與一第二端。第四金屬線連接於第一金屬線之第一端且具有一第一端與一第二端。第五金屬線連接於第一金屬線之第二端且具有一第一端與一第二端。第一連接部連接第一金屬線與第二金屬線,第二連接部連接第一金屬線與第三金屬線,第三連接部連接第一金屬線與第四金屬線,第四連接部連接第一金屬線與第五金屬線。
其中第二金屬線與第三金屬線係位於第一金屬線的一側,第四金屬線與第五金屬線係位於第一金屬線的另一側。
根據本揭露之一實施例的一種天線模組,其包括一第一介質基板、一接地導體、一第二介質基板、及一第三介質基板。第一介質基板包含一饋入導體、一第一輻射導體、一第一金屬貫孔、一第二金屬貫孔、及一第三金屬貫孔,其中饋入導體設置於第一介質基板的下表面,第一輻射導體設置於第一介質基板的上表面,接地導體則位於第一介質基板之一側。第二介質基板設置於第一介質基板之另一側且包含一第二輻射導體、一第三輻射導體、一第四金屬貫孔、及一第五金屬貫孔,其中第二輻射導體及第三輻射導體設置於第二介質基板的上表面,第四金屬貫孔及第五金屬貫孔分別設置於第二輻射導體及第三輻射導體,且第二金屬貫孔及第三金屬貫孔分別與第四金屬貫孔及第五金屬貫孔彼此對應。而第三介質基板則設置於第一介質基板之另一側且第二介質基板位於第一介質基板與第三介質基板之間。
根據本揭露之一實施例的一種植入式裝置,其包括一天線模組與一電磁訊號耦合裝置。天線模組用以接收或傳送一無線訊號,且天線模組包括有一第一介質基板、一接地導體、一第二介質基板、及一第三介質基板。第一介質基板包含一饋入導體、一第一輻射導體、一第一金屬貫孔、一第二金屬貫孔、及一第三金屬貫孔,其中饋入導體設置於第一介質基板的下表面,第一輻射導體設置於第一介質基板的上表面,接地導體則位於第一介質基板之一側。第二介質基板設置於第一介質基板之另一側且包含一第二輻射導體、一第三輻射導體、一第四金屬貫孔、及一第五金
屬貫孔,其中第二輻射導體及第三輻射導體設置於第二介質基板的上表面,第四金屬貫孔及第五金屬貫孔分別設置於第二輻射導體及第三輻射導體,且第二金屬貫孔及第三金屬貫孔分別與第四金屬貫孔及第五金屬貫孔彼此對應。而第三介質基板則設置於第一介質基板之另一側且第二介質基板位於第一介質基板與第三介質基板之間。電磁訊號耦合裝置,係由至少一細胞陣元所組成,此細胞陣元大致呈多邊形並包括有一基板、一第一金屬線、一第二金屬線、一第三金屬線、一第四金屬線、一第五金屬線、一第一連接部、一第二連接部、一第三連接部、及一第四連接部。第一金屬線設置於基板上且具有一第一端與一第二端。第二金屬線連接於第一金屬線之第一端且具有一第一端與一第二端。第三金屬線連接於第一金屬線之第二端且具有一第一端與一第二端。第四金屬線連接於第一金屬線之第一端且具有一第一端與一第二端。第五金屬線連接於第一金屬線之第二端且具有一第一端與一第二端。第一連接部連接第一金屬線與第二金屬線,第二連接部連接第一金屬線與第三金屬線,第三連接部連接第一金屬線與第四金屬線,第四連接部連接第一金屬線與第五金屬線。其中第二金屬線與第三金屬線係位於第一金屬線的一側,第四金屬線與第五金屬線係位於第一金屬線的另一側。
根據本揭露之一實施例的一種生醫植入式無線傳輸之系統,其包括一無線傳輸單元與一電磁訊號耦合裝置。無線傳輸單元具有一電池模組、一通訊模組、及一天線模組。無線傳輸單元封裝於一生物相容體並用以置入於一生物體之內部。天線模組用以接收或傳送一無線訊號。電磁訊號耦合裝置,由至少一細胞陣元所組成,而細胞陣元大致呈多邊形
且形成於一紡織材料上並覆蓋於生物體之表面。電磁訊號耦合裝置致使無線傳輸單元於一操作頻段產生集波特性。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本揭露之精神與原理,並且提供本揭露之專利申請範圍更進一步之解釋。
100‧‧‧細胞陣元
100’、340‧‧‧電磁訊號耦合裝置
100”‧‧‧多層電磁訊號耦合裝置
101‧‧‧基板
110‧‧‧第一金屬線
120‧‧‧第二金屬線
122‧‧‧第一連接部
130‧‧‧第三金屬線
132‧‧‧第二連接部
140‧‧‧第四金屬線
142‧‧‧第三連接部
150‧‧‧第五金屬線
152‧‧‧第四連接部
200、350‧‧‧天線模組
201‧‧‧第一介質基板
202‧‧‧第二介質基板
203‧‧‧第三介質基板
204‧‧‧接地導體、金屬接地面
205‧‧‧饋入導體
211‧‧‧第一輻射導體
212‧‧‧第二輻射導體
213‧‧‧第三輻射導體
221‧‧‧第一金屬貫孔
222‧‧‧第二金屬貫孔
223‧‧‧第三金屬貫孔
224‧‧‧第四金屬貫孔
225‧‧‧第五金屬貫孔
230‧‧‧植入式生醫設備
250‧‧‧電流路徑
300‧‧‧植入式裝置之配置
310‧‧‧肌肉層
320‧‧‧脂肪層
330‧‧‧皮膚層
510‧‧‧人體軀幹
520‧‧‧衣服
X‧‧‧基板長度
Y‧‧‧基板寬度
第1A圖係為根據本揭露之一實施例之細胞陣元。
第1B圖係為根據本揭露之一實施例之電磁訊號耦合裝置。
第1C圖係為根據本揭露之一實施例之多層電磁訊號耦合裝置。
第2A圖係繪示本揭露之一實施例之一種天線模組。
第2B圖係繪示第2A圖之一種天線模組的側視圖。
第3圖係繪示本揭露之一實施例之應用於人體的植入式裝置之配置示意。
第4A圖係為根據本揭露之一實施例之細胞陣元的散射參數對於共振頻率之模擬結果。
第4B圖係為根據本揭露之一實施例之細胞陣元的折返損耗對於共振頻率之模擬結果。
第5圖係繪示本揭露之一實施例之一種應用於植入式生醫設備的衣服。
以下在實施方式中詳細敘述本揭露之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本揭露之技術內容並據以實施,且
根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何熟習相關技藝者可輕易地理解本揭露相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本揭露之觀點,但非以任何觀點限制本揭露之範疇。
請參照『第1A圖』,係為根據本揭露之一實施例之一種細胞陣元(cell element)100,原則上可以增強傳遞於其中的電磁波的訊號強度,此細胞陣元100包括一基板101、一第一金屬線110、一第二金屬線120、一第三金屬線130、一第四金屬線140、一第五金屬線150、一第一連接部122、一第二連接部132、一第三連接部142、及一第四連接部152。
在部分實施例中,此基板101的材質可為紡織材料或玻璃纖維且這些第二至第五金屬線120、130、140、150大致可成多邊形或是圓形,但不以此為限。在通常的情況下,基板101具有上表面與下表面,因此這些第一至第五金屬線110、120、130、140、150與第一至第四連接部122、132、142、152皆設置於此基板101之上表面與下表面其中之一。
如『第1A圖』所示,第二金屬線120的第一端與第三金屬線130的第一端分別透過第一連接部122與第二連接部132而分別連接於第一金屬線110的第一端與第二端,另一方面,第四金屬線140的第一端與第五金屬線150的第一端分別透過第三連接部142與第四連接部152而分別連接於第一金屬線110的第一端與第二端。值得一提的是,第二金屬線120與第三金屬線130係位於第一金屬線110的一側,而第四金屬線140與第五金屬線150係位於第一金屬線110的另一側。
在部份實施例中,基板101的長度X及寬度Y小於0.04倍的波長,第一金屬線110的長度小於0.03倍的波長,第二金屬線120、第三
金屬線130,第四金屬線140以及第五金屬線150的長度小於0.05倍的波長。
此外,在部份實施例中,可於第二金屬線120、第三金屬線130、第四金屬線140、及第五金屬線150的第一端與第二端之間,分別電性連接共四個電容器,這些電容器可為陶瓷電容器且在部份實施例中,其電容值例如可為3.9皮法拉。
在本實施例中,第二金屬線120與第三金屬線130之間具有一第一耦合區間,第二金屬線120與第四金屬線140之間具有一第二耦合區間,第三金屬線130與第五金屬線150之間具有一第三耦合區間,第四金屬線140與第五金屬線150之間具有一第四耦合區間,這些第一至第四耦合區間可用以進行阻抗匹配並進而調整電路的共振頻率。其中一實施例,第一耦合區間、第二耦合區間、第三耦合區間、及第四耦合區間的寬度介於0.0004倍的波長至0.002倍的波長之間,以使電路的共振頻率於操作頻帶的附近做微調。此外,亦可藉由微調第二金屬線120、第三金屬線130、第四金屬線140、及第五金屬線150的第一端與第二端之間的距離,亦可使電路的共振頻率於操作頻帶的附近做微調。當此細胞陣元100應用於一生物體的表面時,例如可應用於一人體軀幹的表面時,由於基板101在實作上並無法與人體密合,因此另外可藉由設計並調整前述之細胞陣元100,使得基板101與人體軀幹之間隙小於0.01倍的波長,原則上仍可產生增強電磁波的訊號強度之功效。
本揭露的實施方式不限於上述4個金屬線,例如可以是5個、20個、或是100個等,其大小可以不一樣,亦可以不對稱。
請參照『第1B圖』,係為根據本揭露之一實施例之一種電
磁訊號耦合裝置100’。在本實施例中,利用『第1A圖』的細胞陣元100作為基本單元,透過增加這些金屬線、連接部、及選擇性加入電容器的組合,可藉由四個前述的基本單元形成於玻璃纖維材料或是紡織材料之上,以構成此電磁訊號耦合裝置100’。其中,四個細胞陣元100分別形成於電磁訊號耦合裝置100’的四個角落,呈現二維的週期性排列。在部份實施例中,亦可將『第1A圖』的細胞陣元100堆疊成三層的結構,但層數不以此為限,原則上亦可增強傳遞於其中的電磁波的訊號強度。
本揭露的實施方式不限於上述4個細胞陣元100,例如可以是5個、20個、或是100個等,其大小可以不一樣,亦可以不對稱。
請接著參照『第1C圖』,係為根據本揭露之一實施例之一種多層電磁訊號耦合裝置100”。如同前述,在本實施例中,亦可使用堆疊的方式將『第1B圖』的電磁訊號耦合裝置100’堆疊成多層的結構,以形成如『第1C圖』所示的多層電磁訊號耦合裝置100”。在部份實施例中,可為三層的堆疊結構,但層數不以此為限。此多層電磁訊號耦合裝置100”原則上亦更增強傳遞於其中的電磁波的訊號強度。
請參照『第2A圖』其繪示本揭露之一實施例之一種天線模組200,其包括一第一介質基板201、一第二介質基板202、一第三介質基板203、及一接地導體204。在部分實施例中,此第一至第三介質基板201、202、203的材質可為玻璃纖維。
在本實施例中,第一介質基板201包含一饋入導體205、一第一輻射導體211、一第一金屬貫孔221、一第二金屬貫孔222、及一第三金屬貫孔223,其中饋入導體205設置於第一介質基板201的下表面,而第
一輻射導體211設置於第一介質基板201的上表面。
如『第2A圖』所示,第二介質基板202設置於第一介質基板201之上方且包含一第二輻射導體212、一第三輻射導體213、一第四金屬貫孔224、及一第五金屬貫孔225,其中第二輻射導體212與第三輻射導體213設置於第二介質基板202的上表面,第四金屬貫孔224與第五金屬貫孔225分別設置於第二輻射導體212與第三輻射導體213。值得一提的是,第二金屬貫孔222及第三金屬貫孔223分別與第四金屬貫孔224及第五金屬貫孔225的位置彼此相對應。
如『第2A圖』所示,第三介質基板203則設置於第一與第二介質基板201、202之上方且第二介質基板202位於第一介質基板201與第三介質基板203之間,此外接地導體204係位於第一介質基板201之下方。這些第一至第三介質基板201、202、203的材料可為玻璃纖維或生物相容材料(例如Polydimethylsiloxane,PDMS)。
如『第2A圖』所示,其中饋入導體205係電性連接於接地導體204與第一輻射導體211之間,第一金屬貫孔221係透過一導電物質而電性連接於接地導體204,第二金屬貫孔222與第三金屬貫孔223係透過此導電物質而分別電性連接於第四金屬貫孔224與第五金屬貫孔225。在部份實施例中,此導電物質可為銅柱,但不以此為限,而接地導體204可為植入式生醫設備230之金屬接地面204,其中植入式生醫設備230可內建多個電路單元(未繪示於圖中),此多個電路單元係電性連接於饋入導體205及接地導體204,用以進行阻抗匹配進而調整電路的共振頻率。
請參照『第2B圖』其繪示『第2A圖』之一種天線模組200
的側視圖,如『第2B圖』所示,當通以一電流訊號時,電流訊號將依順序先後經由『第2A圖』中的饋入導體205、第一輻射導體211、第一金屬貫孔221、接地導體204、第二金屬貫孔222與第三金屬貫孔223、第四金屬貫孔224與第五金屬貫孔225、及第二輻射導體212與第三輻射導體213而迴圈式的形成一電流路徑250,此電流路徑250將形成一感應磁場,且此感應磁場具有一往x軸的傳遞方向。另一方面,此電流路徑250也將於第一與第二介質基板201、202的上表面形成一均勻電場,且此均勻電場具有一往y軸的傳遞方向。此感應磁場搭配此均勻電場,根據電磁波傳遞理論,將產生一往z軸方向的電磁波訊號。換言之,當此天線模組200設置於人體中時,將產生一向人體外輻射之電磁波,此電磁波再經由『第1C圖』的多層電磁訊號耦合裝置100”以增強電磁波的訊號強度後,並達到電磁波之阻抗匹配,以使能量集中朝人體外輻射並減少於人體內部散溢之損耗,而產生高增益性。
請參照『第3圖』其繪示本揭露之一實施例之應用於人體的植入式裝置之配置示意300。如『第3圖』所示,一人體具有一肌肉層310、一脂肪層320、及一皮膚層330,其中電磁訊號耦合裝置340設置於皮膚層330的上表面,此電磁訊號耦合裝置340用以增強無線訊號的強度,而附有天線模組350的植入式生醫設備設置於皮膚層330的下表面,而此天線模組350則用以接收或傳送無線訊號。
舉例而言,若無此電磁訊號耦合裝置340的設置,原先由附有天線模組的植入式生醫設備350接收或發射之電磁波的訊號強度將會於人體中衰減,而使得外界的醫療系統無法精確地接收到來自於人體的醫
療訊息。相反而言,若透過本揭露之電磁訊號耦合裝置340及附有天線模組的植入式生醫設備350所組合的元件配置300,將產生一向人體外輻射之高訊號強度的電磁波,將使得外界的醫療系統可精確地接收到來自於人體的醫療訊息。此電磁波藉由電磁訊號耦合裝置340以增強電磁波的訊號強度後,原則上,可達到電磁波之阻抗匹配,以使能量集中朝身體外輻射並減少於身體內部散溢之損耗,而產生高增益性。
因此,可設計一種生醫植入式無線傳輸之系統以使得外界的醫療系統可精確地接收到來自於人體的醫療訊息。此系統包括有一無線傳輸單元與前述之電磁訊號耦合裝置340。無線傳輸單元具有一電池模組、一通訊模組、及前述之天線模組350,無線傳輸單元可封裝於一生物相容體並用以置入於一生物體之內部,而天線模組350則用以接收或傳送一無線訊號。電磁訊號耦合裝置340可用以增強此無線訊號的傳播強度,且電磁訊號耦合裝置340由至少一細胞陣元(如『第1A圖』所示)100所組成,此細胞陣元100大致呈多邊形,且此細胞陣元100形成於一紡織材料(例如人造纖維)上並覆蓋於生物體之表面,原則上,此電磁訊號耦合裝置340可致使無線傳輸單元於一操作頻段(例如400 MHz)產生集波特性,以符合植入式醫療裝置通信服務(Medical Implant Communication Service,MICS)裝置之使用需求。
進一步來說,電磁訊號耦合裝置340大致與生物體(例如人體)內部之肌肉層310、脂肪層320、及皮膚層330等組織以及天線模組350呈平行狀配置。此電磁訊號耦合裝置340具有至少一細胞陣元(如『第1A圖』所示)100,並大致呈週期性的排列。在部份實施例中,電磁訊號耦合裝
置340例如可由四個細胞陣元100所組成,呈現二維的週期性排列,但其排列的細胞陣元100之數目不以此為限。藉由適當設計此電磁訊號耦合裝置340,以與生物體內部之肌肉層310、脂肪層320、及皮膚層330等組織形成多層結構,並達成電磁波之阻抗匹配,可致使無線傳輸單元於操作頻段產生集波特性,以達成增強由生物體體內至體外之無線傳輸的功效。
請接著參照『第4A圖』係為根據本揭露之一實施例之細胞陣元100的散射參數對於共振頻率響應特性之模擬結果。如『第4A圖』所示,此電磁波訊號可於例如400 MHz之操作頻帶附近,展現高穿透的特性,亦即此電磁波可穿透前述由至少一細胞陣元100所組成的電磁訊號耦合裝置340。其中,『第4A圖』的橫座標表示共振頻率(MHz,百萬赫茲),而縱座標表示其散射參數S,包括有折返損耗S11(dB,分貝)以及穿透損耗S21(dB,分貝)。
另一方面,針對此元件配置300在不同植入體組織下進行模擬測試,請接著參照『第4B圖』係為根據本揭露之一實施例之細胞陣元100的折返損耗S11對於共振頻率之模擬結果。如『第4B圖』所示,其橫座標表示共振頻率(MHz,百萬赫茲),縱座標表示折返損耗S11(dB,分貝)。在部份實施例中,不同植入體組織的介電常數約略可為40、50、60、或70,當植入體組織的介電常數有不同且大幅的變動時,共振頻率僅有小幅的飄移,亦即此天線模組200以磁場為主要之場型,故此天線模組200對於介電常數具有較低的變化敏感度,因此對於植入體組織之介電常數的變化具備較高之穩定性。
最後,請參照『第5圖』其繪示本揭露之一實施例之一種
應用於植入式生醫設備的衣服520,如『第5圖』所示,為了產生向人體軀幹510外輻射之高訊號強度的電磁波,使得外界的醫療系統可精確地接收到來自於人體的醫療訊息,可將『第1C圖』所示的多層電磁訊號耦合裝置100”與人體軀幹510整合在一起,亦即可將複數個多層電磁訊號耦合裝置100”印製於人造纖維的衣服520上。在部份實施例中,此衣服520亦可覆蓋人體的手臂,例如可為長袖衣物或是袖套。當衣服520被穿著於人體軀幹510上時,可搭配前述之植入於人體軀幹510或是手臂中的天線模組350(未繪示於圖中),原則上將可大幅增強電磁波的訊號強度。
綜上所述,相較於習知技術,由於此堆疊式的天線模組形成一迴圈式的電流路徑,此電流路徑將形成一感應磁場且於第一與第二介質基板的上表面也形成一均勻電場,此感應磁場搭配此均勻電場,將產生一向人體外輻射之電磁波。此電磁波再經由電磁訊號耦合裝置,原則上增強電磁波的訊號強度後,可達到電磁波之阻抗匹配,以使能量集中朝身體外輻射並減少於身體內部散溢之損耗,而產生高增益性。此外當植入體組織的介電常數大幅變動時,共振頻率僅有小幅飄移。
雖然本揭露以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本揭露。在不脫離本揭露之精神和範圍內,所為之更動與潤飾,均屬本揭露之專利保護範圍。關於本揭露所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
200‧‧‧天線模組
201‧‧‧第一介質基板
202‧‧‧第二介質基板
203‧‧‧第三介質基板
204‧‧‧接地導體、金屬接地面
205‧‧‧饋入導體
211‧‧‧第一輻射導體
212‧‧‧第二輻射導體
213‧‧‧第三輻射導體
221‧‧‧第一金屬貫孔
222‧‧‧第二金屬貫孔
223‧‧‧第三金屬貫孔
224‧‧‧第四金屬貫孔
225‧‧‧第五金屬貫孔
230‧‧‧植入式生醫設備
Claims (17)
- 一種電磁訊號耦合裝置,該電磁訊號耦合裝置由至少一細胞陣元所組成,該至少一細胞陣元大致呈多邊形且包括有:一基板;一第一金屬線,設置於該基板上,該第一金屬線具有一第一端與一第二端;一第二金屬線,該第二金屬線連接於該第一金屬線之該第一端,該第二金屬線具有一第一端與一第二端;一第三金屬線,該第三金屬線連接於該第一金屬線之該第二端,該第三金屬線具有一第一端與一第二端;一第四金屬線,該第四金屬線連接於該第一金屬線之該第一端,該第四金屬線具有一第一端與一第二端;一第五金屬線,該第五金屬線連接於該第一金屬線之該第二端,該第五金屬線具有一第一端與一第二端;一第一連接部,連接該第一金屬線與該第二金屬線;一第二連接部,連接該第一金屬線與該第三金屬線;一第三連接部,連接該第一金屬線與該第四金屬線;以及一第四連接部,連接該第一金屬線與該第五金屬線;其中該第二金屬線與該第三金屬線係位於該第一金屬線的一側,該第四金屬線與該第五金屬線係位於該第一金屬線的另一側。
- 如請求項1所述的電磁訊號耦合裝置,其中該基板的材料為紡織材料或玻璃纖維。
- 如請求項2所述的電磁訊號耦合裝置,其中該基板與一人體軀幹之間隙小於0.01倍的波長。
- 如請求項1所述的電磁訊號耦合裝置,其中該第二金屬線與該第三金屬線之間具有一第一耦合區間,該第二金屬線與該第四金屬線之間具有一第二耦合區間,該第三金屬線與該第五金屬線之間具有一第三耦合區間,該第四金屬線與該第五金屬線之間具有一第四耦合區間。
- 一種天線模組,包括有:一第一介質基板,該第一介質基板包含一饋入導體、一第一輻射導體、一第一金屬貫孔、一第二金屬貫孔、及一第三金屬貫孔,其中該饋入導體設置於該第一介質基板的下表面,該第一輻射導體設置於該第一介質基板的上表面;一接地導體,該接地導體係位於該第一介質基板之一側;一第二介質基板,該第二介質基板設置於該第一介質基板之另一側且包含一第二輻射導體、一第三輻射導體、一第四金屬貫孔、及一第五金屬貫孔,其中該第二輻射導體及該第三輻射導體設置於該第二介質基板的上表面,該第四金屬貫孔及該第五金屬貫孔分別設置於該第二輻射導體及該第三輻射導體,且該第二金屬貫孔及該第三金屬貫孔分別與該第四金屬貫孔及該第五金屬貫孔彼此對應;以及一第三介質基板,該第三介質基板係設置於該第一介質基板之另一側且該第二介質基板位於該第一介質基板與該第三介質基板之間。
- 如請求項5所述的天線模組,其中該第一介質基板、該第二介質基板、及該第三介質基板的材料為玻璃纖維或生物相容材料。
- 如請求項5所述的天線模組,其中該饋入導體係電性連接於該接地導體與該第一輻射導體之間,該第一金屬貫孔係透過一導電物質而電性連接於該接地導體,該第二金屬貫孔與該第三金屬貫孔係透過該導電物質而分別電性連接於該第四金屬貫孔與該第五金屬貫孔。
- 如請求項5所述的天線模組,其中該接地導體為一植入式生醫設備之金屬接地面。
- 如請求項8所述的天線模組,其中該植入式生醫設備更包含至少一電路單元,該電路單元係電性連接於該饋入導體及該接地導體。
- 一種植入式裝置,包括有:一天線模組,用以接收或傳送一無線訊號,該天線模組包括有:一第一介質基板,該第一介質基板包含一饋入導體、一第一輻射導體、一第一金屬貫孔、一第二金屬貫孔、及一第三金屬貫孔,其中該饋入導體設置於該第一介質基板的下表面,該第一輻射導體設置於該第一介質基板的上表面;一接地導體,該接地導體係位於該第一介質基板之一側;一第二介質基板,該第二介質基板設置於該第一介質基板之另一側且包含一第二輻射導體、一第三輻射導體、一第四金屬貫孔、及一第五金屬貫孔,其中該第二輻射導體及該第三輻射導體設置於該第二介質基板的上表面,該第四金屬貫孔及該第五金屬貫孔分別設置於該第二輻射導體及該第三輻射導體,且該第二金屬貫孔及該第三金屬貫孔分別與該第四金屬貫孔及該第五金屬貫孔彼此對應;以及 一第三介質基板,該第三介質基板係設置於該第一介質基板之另一側且該第二介質基板位於該第一介質基板與該第三介質基板之間;以及一電磁訊號耦合裝置,該電磁訊號耦合裝置由至少一細胞陣元所組成,該至少一細胞陣元大致呈多邊形且包括有:一基板;一第一金屬線,設置於該基板上,該第一金屬線具有一第一端與一第二端;一第二金屬線,該第二金屬線連接於該第一金屬線之該第一端,該第二金屬線具有一第一端與一第二端;一第三金屬線,該第三金屬線連接於該第一金屬線之該第二端,該第三金屬線具有一第一端與一第二端;一第四金屬線,該第四金屬線連接於該第一金屬線之該第一端,該第四金屬線具有一第一端與一第二端;一第五金屬線,該第五金屬線連接於該第一金屬線之該第二端,該第五金屬線具有一第一端與一第二端;一第一連接部,連接該第一金屬線與該第二金屬線;一第二連接部,連接該第一金屬線與該第三金屬線;一第三連接部,連接該第一金屬線與該第四金屬線;以及一第四連接部,連接該第一金屬線與該第五金屬線;其中該第二金屬線與該第三金屬線係位於該第一金屬線的一側,該第四金屬線與該第五金屬線係位於該第一金屬線的另一 側。
- 如請求項10所述的植入式裝置,其中該基板的材料為紡織材料或玻璃纖維。
- 如請求項10所述的植入式裝置,其中該第二金屬線與該第三金屬線之間具有一第一耦合區間,該第二金屬線與該第四金屬線之間具有一第二耦合區間,該第三金屬線與該第五金屬線之間具有一第三耦合區間,該第四金屬線與該第五金屬線之間具有一第四耦合區間。
- 如請求項10所述的植入式裝置,其中該第一介質基板、該第二介質基板、及該第三介質基板的材料為玻璃纖維或生物相容材料。
- 如請求項10所述的植入式裝置,其中該饋入導體係電性連接於該接地導體與該第一輻射導體之間,該第一金屬貫孔係透過一導電物質而電性連接於該接地導體,該第二金屬貫孔與該第三金屬貫孔係透過該導電物質而分別電性連接於該第四金屬貫孔與該第五金屬貫孔。
- 如請求項10所述的植入式裝置,其中該接地導體為一植入式生醫設備之金屬接地面。
- 如請求項15所述的植入式裝置,其中該植入式生醫設備更包含至少一電路單元,該電路單元係電性連接於該饋入導體及該接地導體。
- 一種生醫植入式無線傳輸之系統,包括有:一無線傳輸單元,具有一電池模組、一通訊模組、及一天線模組,該無線傳輸單元封裝於一生物相容體並用以置入於一生物體之內部,該天線模組用以接收或傳送一無線訊號;以及一電磁訊號耦合裝置,該電磁訊號耦合裝置由至少一細胞陣元所組 成,該至少一細胞陣元大致呈多邊形,且該至少一細胞陣元形成於一紡織材料上並覆蓋於該生物體之表面,該電磁訊號耦合裝置致使該無線傳輸單元於一操作頻段產生集波特性。
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TW102110396A TW201422275A (zh) | 2012-12-03 | 2013-03-22 | 電磁訊號耦合裝置、天線模組、植入式裝置及生醫植入式無線傳輸之系統 |
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