一种双镜头胶囊的制作方法

1.本发明涉及胶囊内镜技术领域，特别是涉及一种双镜头胶囊。


背景技术：

2.双镜头胶囊通信问题一直是困扰双镜头胶囊设计的一大难点，由于双镜头胶囊两边都有镜头，受结构限制，现有技术中的天线只能设计在胶囊中部，具体设置在电池和电路板之间(如图1所示)，但是又由于电路板中有电流会对天线产生干扰，且电池表面是金属材料，对辐射信号又有反射的作用，导致天线辐射效率很差，使双镜头胶囊与记录仪之间通信距离短。
3.鉴于此，如何提供一种解决上述技术问题的双镜头胶囊成为本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种双镜头胶囊，在使用过程中能够提高天线的整体辐射效率，有利于保证胶囊系统的通信质量，增加与记录仪之间通信距离。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种双镜头胶囊，包括：分别设置于胶囊两端的第一镜头和第二镜头，依次设置于所述第一镜头和所述第二镜头之间的电池和电路板，以及设置于所述电路板外围的、与所述电路板连接螺旋天线。
6.可选的，还包括设置于所述电路板外围的屏蔽骨架，所述螺旋天线设置于所述屏蔽骨架的外侧壁上。
7.可选的，所述屏蔽骨架的内侧壁设有地平面。
8.可选的，所述地平面为接地的电镀金属层。
9.可选的，还包括与所述螺旋天线对应的同轴线，所述螺旋天线通过所述同轴线的一端与所述电路板连接，所述同轴线的外导体侧与所述地平面相接。
10.可选的，所述螺旋天线紧密缠绕于所述屏蔽骨架的外侧壁上。
11.可选的，所述屏蔽骨架为基于聚四氟乙烯制作而成的屏蔽骨架。
12.本发明实施例提供了一种双镜头胶囊，包括：分别设置于胶囊两端的第一镜头和第二镜头，依次设置于所述第一镜头和所述第二镜头之间的电池和电路板，以及设置于所述电路板外围的、与所述电路板连接螺旋天线。
13.可见，本发明实施例中的双镜头胶囊中采用的是螺旋天线，并且该螺旋天线设置在电路板的外围，由于电路板的侧面的干扰电流较小，因此也能够减少电路板对天线辐射信号产生的干扰，也能够减少电池表面金属材料对辐射信号的反射，能够提高天线的整体辐射效率，有利于保证胶囊系统的通信质量，增加与记录仪之间通信距离。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为现有的一种双镜头胶囊的结构示意图；
16.图2为本发明实施例提供的一种双镜头胶囊的结构示意图；
17.图3为本发明实施例提供的一种双镜头胶囊的剖面示意图；
18.图4为本发明实施例提供的一种双镜头胶囊的螺旋天线和屏蔽骨架的结构示意图；
19.图5为本发明实施例提供的一种与螺旋天线的螺旋轴线的平面对应的圆形对称方向图；
20.图6为本发明实施例提供的一种螺旋天线的原理示意图；
21.图7为与图6对应的原理示意图。
具体实施方式
22.本发明实施例提供了一种双镜头胶囊，在使用过程中能够提高天线的整体辐射效率，有利于保证胶囊系统的通信质量，增加与记录仪之间通信距离。
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种双镜头胶囊的结构示意图。该双镜头胶囊，包括：分别设置于胶囊两端的第一镜头1和第二镜头2，依次设置于第一镜头1和第二镜头2之间的电池3和电路板4，以及设置于电路板4外围的、与电路板4连接螺旋天线5。
25.需要说明的是，本发明实施例中的双镜头胶囊的第一镜头1和第二镜头2设置于胶囊两端，并且在第一镜头1和第二镜头2之间依次设置了电池3和电路板4，本发明实施例中的天线采用的是螺旋天线5，该螺旋天线5能够设置于电路板4的外围，并且与电路板4连接，由于电路板4侧面的干扰电流较小，因此将螺旋天线5设置在电路板4的外围能够减少电路板4中的电流对螺旋天线5的辐射信号的影响。另外，将螺旋天线5设置在电路板4的外围，距离电池较远，也能够减少电池表面金属材料对辐射信号的反射，有利于提高螺旋天线5的整体辐射效率。
26.进一步的，请参照图3至图4。双镜头胶囊还可以包括设置于电路板4外围的屏蔽骨架6，螺旋天线5设置于屏蔽骨架6的外侧壁上。
27.具体的，本发明实施例中为了进一步减少电路板4中的电流对螺旋天线5的辐射信号的影响，可以在电路板4的外围设置屏蔽骨架6，螺旋天线5设置于屏蔽骨架6的外侧壁上，具体可以紧密缠绕于该屏蔽骨架6的外侧壁上，该屏蔽骨架6用来屏蔽电路板4的电流产生的干扰信号，以提高螺旋天线5的信号辐射效率，以进一步提高胶囊系统的通信质量。
28.其中，屏蔽骨架6具体可以采用基于聚四氟乙烯制作而成的屏蔽骨架，以进一步提高对电路板4中的电流产生的干扰信号的屏蔽效果。
29.更进一步的，本发明实施例中的屏蔽骨架6的内侧壁设有地平面7，其中，该地平面
7为接地的电镀金属层,。
30.需要说明的是，具体可以在屏蔽骨架6内壁上通过电镀金属粉的方式制作电镀金属层，并将该电镀金属层接地，作为螺旋天线5的地平面7，将导电性能良好的金属螺旋线固定在屏蔽骨架6上，螺旋天线5与屏蔽骨架6可以一体成型，地平面7的设计能够有效提高双镜头胶囊中螺旋天线5的信号增益，有效提高了胶囊天线的辐射电平，保证了胶囊系统的通信质量。
31.更进一步的，本发明实施例中的双镜头胶囊还可以包括与螺旋天线5对应的同轴线，螺旋天线5通过同轴线的一端与电路板4连接，同轴线的外导体侧与所地平面相接。
32.可以理解的是，螺旋天线是一种螺旋形状的天线，采用同轴线馈电，在实际应用中为了更好地将外界干扰信号屏蔽，还可以设置于螺旋天线5对应的同轴线，并通过该同轴线的心线和螺旋天线的一端相连接，同轴线的外导体侧和接地平面连接。
33.下面介绍一下螺旋天线的优势：
34.由于螺旋天线具有频带宽、圆极化以及剖面低的特点，因此本发明实施例中的螺旋天线5具有圆极化天线可接收任意极化的来波，且其辐射波也可以由任何极化天线收到，圆极化天线具有旋向正交性，极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时旋向逆转，不同转向的电磁波具有较大数值的极化隔离。
35.本发明实施例中的螺旋天线5的设计能够做到天线和馈线间的阻抗匹配，发射信号时发射天线与馈线的特性阻抗相等，可获得最好的信号增益：
36.其中，输入阻抗表达式如下：
37.其中，c'表示螺旋天线的周长，λ表示波长。
38.本发明实施例中的螺旋天线5在包含螺旋轴线的平面上有8字形方向图，在垂直于螺旋轴线的平面上有最大辐射，并在这个平面得到圆形对称的方向图(如图5所示)，使双镜头胶囊无论在体内任何角度，体外记录仪都可以接收到胶囊传回的图像信号。
39.具体的，请参照图6和图7，螺旋天线的原理如下：
40.其中，图6和图7中的d表示螺旋天线的直径，l表示螺旋天线的长度，ρ表示螺距，i和ii分别表示螺旋天线上的相对应的两点，c表示光速，θ表示节距的升角。
41.电磁波沿金属螺旋线以光速c作匀速运动，从i点到ⅱ点，即进行了一个螺旋，所需时间为：
42.t＝πd/c
43.而对螺旋天线而言，其轴向电磁波只运动行进了一个螺距ρ，其轴向等效速率为：
44.υ＝ρ/t＝ρ/c(πd)
45.具体有图7可知υ＝csinθ＝cρ/(πd)≤c
46.由上式可以看出，υ总是小于等于c的，故螺旋天线能使电磁波运动速度减慢，是一个慢波系统，其等效波长λ等效小于工作波长λ。对于螺旋天线而言，应谐振于其1/4等效波长，因而能缩短螺旋天线的几何长度。
47.在实际应用中，对于工作于一定中心频率的双镜头胶囊，螺旋天线所需绕的线圈数n可以由下式近似算出：
48.其中，f为双镜头胶囊工作的中心频率。
49.可见，本发明实施例中的双镜头胶囊中采用的是螺旋天线，并且该螺旋天线设置在电路板的外围，由于电路板的侧面的电流较小，因此也能够减少电路板对天线辐射信号产生的干扰，也能够减少电池表面金属材料对辐射信号的反射，能够提高天线的整体辐射效率，有利于保证胶囊系统的通信质量，增加与记录仪之间通信距离。
50.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
51.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。