Đề xuất tổ hợp anten chấn tử không đối xứng và anten xoắn phẳng trong hệ thống WCE

Bài viết Đề xuất tổ hợp anten chấn tử không đối xứng và anten xoắn phẳng trong hệ thống WCE trình bày tính toán các tham số của anten xoắn chóp hiện đang sử dụng cho hệ thống nội soi bằng viên nang không dây (WCE) và đề xuất cấu trúc của tổ hợp gồm 1 anten chấn tử không đối xứng (do đặt trên mặt phản xạ) và 1 anten xoắn phẳng có kích thước siêu nhỏ (cỡ 0,01λ) sử dụng tốt hơn cho WCE.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đề xuất tổ hợp anten chấn tử không đối xứng và anten xoắn phẳng trong hệ thống WCE 10 Phan Trọng Đức, Hoàng Đình Thuyên ĐỀ XUẤT TỔ HỢP ANTEN CHẤN TỬ KHÔNG ĐỐI XỨNG VÀ ANTEN XOẮN PHẲNG TRONG HỆ THỐNG WCE RECOMMENDED COMBINATION WITH ASYMMETRICAL ANTENNA AND FLAT CURLY ANTENNA IN THE SYSTEM WCE Phan Trọng Đức, Hoàng Đình Thuyên Học viện Phòng không Không quân; phanducncs32@gmail.com Tóm tắt - Trong bài báo này, tác giả tính toán các tham số của Abstract - In this paper, the author calculates the parameters of anten xoắn chóp hiện đang sử dụng cho hệ thống nội soi bằng viên helical tip antenna which is used for endoscopic systems by nang không dây (WCE) và đề xuất cấu trúc của tổ hợp gồm 1 anten wireless capsule (WCE) and proposes structure of the consortium chấn tử không đối xứng (do đặt trên mặt phản xạ) và 1 anten xoắn including 1 trauma antenna element 1 which is not symmetric (due phẳng có kích thước siêu nhỏ (cỡ 0,01λ) sử dụng tốt hơn cho on the reflector) and 1 flat helical micro-size antenna (size 0.01λ) WCE. Với cấu trúc anten đề xuất, tác giả tính toán các tham số của for better use for WCE. With the proposed antenna structure, the anten như: hệ số sóng đứng, dải thông, hệ số tăng ích và đồ thị author calculates the parameters of the antenna, such as standing bức xạ của tổ hợp anten khi đặt tổ hợp anten trong môi trường có wave coefficient, bandwidth, gain coefficient and the graph of the tổn hao tương đương môi trường trong bộ máy tiêu hóa của con complex antenna radiation WCE placed in the abdomen người. Từ đó, thể hiện tính ưu việt của tổ hợp cấu trúc anten đã environment similar to that of the human body. Thereby, the author đề xuất so với anten xoắn chóp đơn lẻ. shows the superiority of combinatorial antenna structure over single helical tip antenna. Từ khóa - anten xoắn phẳng; anten chấn tử; mặt phản xạ; phối Key words - flat helix antenna; donnie antenna; the reflexes; hợp trở kháng; WCE. coordination impedance; WCE. 1. Đặt vấn đề bụng ra bên ngoài cơ thể con người, để truyền tín hiệu Do những ưu điểm vượt trội của thiết bị nội soi bộ máy video có độ phân giải cao do camera cung cấp qua máy tiêu hóa bằng viên nang không dây (WCE: Wireless phát RF. Anten tuy kích thước nhỏ (thường D ≤ 10 mm) Capsule Endoscopy) như: Không gây đau và khó chịu cho nhưng dải thông phải rộng, hơn nữa khi truyền sóng vô người bệnh; Chẩn đoán được các vị trí trong vùng ruột non tuyến qua các mô tế bào của cơ thể sẽ bị lệch cộng. Do vậy, có cấu tạo phức tạp [1],... Do đó hệ thống WCE đã được dải thông của anten là một tham số quan trọng giúp chẩn phát triển và sản xuất bởi các công ty Olympus (2010), đoán chính xác tình trạng bộ máy tiêu hóa. IntroMedic (2010) và Imaging Given (2010) nhằm thay thế 2. Tính toán các tham số của anten xoắn chóp hiện đang phương pháp nội soi bằng cáp sợi quang thông thường. sử dụng trong WCE Trong thiết bị WCE, một camera modul sẽ ghi hình qua một ống kính hiển vi được chiếu sáng bởi các đèn LED Hiện nay, anten sử dụng trong hệ thống WCE khá đa phía trước, tín hiệu video sẽ được một máy phát RF gửi qua dạng, ví dụ như: anten mạch dải, anten khung, anten xoắn sóng vô tuyến tần số 450 MHz ra bên ngoài thông qua một phẳng,... Anten xoắn chóp cũng đã được đề xuất bởi [3], theo anten nhỏ (Hình 1). đó mô hình cấu trúc anten có dạng như Hình 2a, đường kính lớn nhất của anten: Dmax = 8 mm, chiều cao anten: H = 7 mm, số vòng xoắn chóp: N = 5, tần số trung tâm: f0 = 450 MHz. Hình 1. Vị trí và cấu tạo của WCE Trung bình bộ máy tiêu hóa của con người dài khoảng 7 mét, dưới sự co bóp của dạ dày thiết bị WCE di chuyển hết a) b) đoạn đường trên cần khoảng thời gian khá dài (khoảng 8 giờ), do đó cần nguồn pin đủ lớn để cấp nguồn trong thời gian thiết Hình 2. Cấu trúc anten xoắn chóp và hệ số phản xạ bị di chuyển [2], toàn bộ thiết bị được đặt gọn trong một viên Theo [3], dải thông của anten xoắn chóp đề xuất có dải nang nhỏ gọn, vỏ là chất điện môi đủ cứng có tổn hao sóng thông được xác định qua hệ số phản xạ Hình 2b (khoảng điện từ thấp, chịu được sự ăn mòn của dich vị dạ dày và hình 25,6 %). dáng dễ di chuyển nhất là trong ruột non (Hình 1). Trong bài báo này, tác giả tiến hành tối ưu hóa cấu trúc Anten trong WCE đóng vai trò quan trọng trong việc mẫu anten xoắn chóp cho bởi Hình 2a. Một điểm quan truyền tín hiệu video qua sóng vô tuyến từ bên trong vùng trọng cần chú ý đó là trong toàn bộ quy trình nội soi, anten ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 9(106).2016 11 viên nang được bao bọc bởi các mô cơ thể, do đó làm suy giảm đáng kể cường độ tín hiệu và ảnh hưởng đến bức xạ của anten. Nguyên nhân là do môi trường truyền sóng chính là môi trường điện môi có tổn hao. Để nghiên cứu những ảnh hưởng này, cơ t ...