文摘

MIMO天线型式由微带line-fed环形缝隙天线。这个天线是用于超宽带微波成像系统早期乳腺癌检测的目的。天线设计操作在超宽带频带在空中。天线之间的互耦元素被调查足够低。文中医学成像的应用程序。模拟和测量结果都说明了该天线的性能。

1。介绍

乳腺癌是最常见的一种类型的女性癌症和死亡的一个主要原因。然而,高百分比的情况下是可以治愈的,如果他们及时发现。乳房x光检查检测的一个重要工具,利用散射截面之间的差异的正常和恶性组织x射线。但这种技术提供了重要的限制(1]。最近,另一种方法是使用微波成像,具有潜在的低成本优势,提高安全,和更大的可用性(2,3]。微波成像技术的工作原理是基于介质对比恶性肿瘤组织和健康的4]。在这些技术的肿瘤识别处理收集到的散射信号的天线。有几种方法可以在文献中找到。然而技术基于超宽带信号最近叫醒极大的兴趣(5- - - - - -7]。MIMO技术也应用到这个应用程序(8]。在[9),电交换数组传递和接收一个超宽带信号。测量时间一致估计返回特定体积像素。在[10超宽带MIMO概念应用于肿瘤检测),明确解决。

介绍一种新型超宽带MIMO天线设计有这个目标。它可以提供超宽带特性,覆盖2.3 GHz - 12.2 GHz。这个超宽带的特点是通过加载一个矩形块环形缝隙天线。两个元素的天线用于分布式天线的应用程序。拟议的结构获得较低的相互耦合和信封由于正交偏振相关性。

2。天线的结构和机制

正如我们所知,宽槽天线收到更多的关注由于其超宽带特性。他们是非常受欢迎的限制容积和宽带应用。提出了超宽频天线天线的结构如图1。这个天线是打印在FR-4衬底相对介电常数为4.4和1毫米的厚度。两个相同的天线元素具有相同的结构和尺寸。天线有两层,顶层和底层。在底层有理由与长度和宽度。有圆形槽底部的地面半径。在圆形槽长度的矩形和宽度。在最上面一层是微带线与圆片。美联储与宽度与50圆的半径和补丁。两个相同的天线元素与它们之间没有间隔。列出了详细的天线尺寸表1。

根据巴俾涅理论,缝隙天线可以通过分析解决其互补天线。所以本文中的圆形槽可以看作是相当于一个圆盘单极天线已研究[11,12]。环形缝隙天线的宽带特性涵盖了从6到10 GHz。和矩形贴片槽天线的阻抗带宽特性极大地影响。图2显示当前分布在环形槽与矩形贴片天线4 GHz。可以看出,矩形块4 GHz,扩大了频率的共振乐队。图3显示了天线的回波损耗和没有矩形贴片。因此,该天线具有超宽带特性。

相比传统的天线参数,如增益,辐射模式,和反射系数、新参数和部分必须被包括在MIMO系统的设计。相互之间的耦合天线元素是一个关键因素在MIMO天线实现高天线性能配置。低相互耦合,天线必须远离对方。但内部天线的空间不足以获得低相关性和相互耦合。在本文中,我们提出一个多输入多输出信号天线结构元素,在相同的两个天线元素是垂直放置。那么这两个天线元素正交极化可减少两个天线之间的互耦。图4显示了模拟3 d两个天线元素的辐射模式。可以看出,两个天线元素正交偏振。

3所示。模拟和测量结果

模拟和测量进行验证上述分析。提出的结构模拟基于测量消声室。超宽频天线系统提出的组合天线如图5。可以找到详细的尺寸表1。图6显示了模拟和测量回波损耗,吻合较好。−10 dB回波损耗测量带宽来自2.3 GHz 12.2 GHz,占地超宽带。两个端口之间的相互耦合小于−15分贝在常见的带宽,如图7。

数据8和9天线的辐射模式1和天线2 3 GHz, 6 GHz,分别和8个GHz E-plane和h面。天线1双向垂直偏振模式和水平偏振辐射天线2生成。因此,提出了超宽频天线更有吸引力的乳腺肿瘤检测申请。

4所示。参数研究

为了优化性能,参数研究天线的尺寸结构进行。首先,我们分析的矩形贴片槽的长度。如图10当长度= 8毫米,低频段是坏的。当长度是10毫米,阻抗匹配是好的在整个乐队。当长度是12毫米,即使它的低频段比10毫米,中间频段是更糟。因此,10毫米长度是最好的。

第二,我们分析微带圆的半径补丁。从4毫米半径不同,5毫米,6毫米,而其他参数是固定的。如图11,当半径是4毫米,回波损耗5 GHz-6 GHz和9 GHz-11 GHz是坏的。半径是5毫米时,阻抗匹配是好的。半径等于6毫米时,回波损耗就会变得更糟。因此,在提出天线半径是5毫米。

两个偏振之间的隔离会受到空间的维数的影响。原则上,更大的间距,将获得低的相互耦合。本文两个天线元素的间距为零也就是说两个天线元素相连的理由没有任何差距,互耦低于−15分贝在整个乐队,所以不需要增加两个天线元素之间的差距。

5。结论

本文的设计超宽带天线的天线提出了乳腺肿瘤检测和实现。模拟和测量结果表明,该天线可以涵盖从2.3 GHz 12.2 GHz,高隔离。拟议的天线将提供更好的性能检测乳腺肿瘤。