在生物醫(yī)療領(lǐng)域的研究中,無線能量傳輸技術(shù)因其展現(xiàn)出來的巨大潛力成為了體內(nèi)生物醫(yī)療設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。以當(dāng)前的研究成果來看,研究目標(biāo)在于設(shè)計(jì)高傳輸效率的人體無線能量傳輸系統(tǒng),而其中的關(guān)鍵問題是如何減小電磁波在人體內(nèi)部以及表面?zhèn)鞑r(shí)產(chǎn)生的高傳播損耗。本文從人體組織的電學(xué)特性出發(fā),分析人體組織造成電磁波高傳播損耗的兩個(gè)主要原因,并以此為本文工作開展的源點(diǎn)。通過對每一個(gè)原因進(jìn)行針對分析,提出相應(yīng)的技術(shù)予以解決,最終提出一種提高人體無線能量傳輸效率的系統(tǒng)。本文以提高人體無線能量傳輸效率為目標(biāo),對減小電磁波在人體組織內(nèi)外的傳播損耗展開了深入的研究。本文的主要研究成果可概括如下:1.詳細(xì)介紹了人體組織的電學(xué)特性,繼而通過平面波情形下的理論計(jì)算研究了人體組織對電磁波傳播的影響——人體組織內(nèi)部損耗和人體組織表面反射,這是造成電磁波傳播損耗的主要原因,也是本工作出發(fā)的源點(diǎn)。2.針對電磁波在人體組織的內(nèi)部損耗問題,將菲涅爾波帶應(yīng)用于人體組織的內(nèi)部聚焦。在考慮人體組織電學(xué)特性的基礎(chǔ)上對設(shè)計(jì)公式進(jìn)行改進(jìn),提出了一種應(yīng)用于人體體內(nèi)聚焦的菲涅爾波帶。從實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果可以看出使用所設(shè)計(jì)的菲涅爾波帶可以將傳輸效率提高38... 

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 背景和緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 人體無線能量傳輸?shù)膰鴥?nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第二章 電磁波與人體作用問題的基礎(chǔ)理論
    2.1 人體組織介紹
        2.1.1 人體組織的電學(xué)特性
        2.1.2 人體組織等效溶液
    2.2 人體組織對電磁波傳播的影響
        2.2.1 人體組織表面的反射
        2.2.2 人體組織內(nèi)部的損耗
    2.3 數(shù)值方法:時(shí)域有限差分法
        2.3.1 原理介紹
        2.3.2 主要特點(diǎn)
        2.3.3 在解決人體作用問題中的優(yōu)越性
    2.4 測量方法:S參數(shù)法
        2.4.1 傳統(tǒng)方法的局限性
        2.4.2 S參數(shù)法理論介紹
        2.4.3 使用S參數(shù)法測量
    2.5 傳輸因數(shù)
    2.6 比吸收率
    2.7 本章小結(jié)
第三章 應(yīng)用于人體體內(nèi)聚焦的菲涅爾波帶設(shè)計(jì)、仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.1 菲涅爾波帶基礎(chǔ)理論
    3.2 應(yīng)用于人體體內(nèi)聚焦的菲涅爾區(qū)波帶設(shè)計(jì)
    3.3 模型建立與仿真
    3.4 影響菲涅爾區(qū)波帶聚焦特性的因素
        3.4.1 電導(dǎo)率
        3.4.2 波帶數(shù)量
        3.4.3 源點(diǎn)和焦點(diǎn)的距離
    3.5 仿真結(jié)果與討論
        3.5.1 電場分布
        3.5.2 S參數(shù)
        3.5.3 傳輸因數(shù)
        3.5.4 比吸收率
    3.6 實(shí)驗(yàn)實(shí)施與驗(yàn)證
        3.6.1 模型修改
        3.6.2 實(shí)物加工
        3.6.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與步驟
        3.6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    3.7 本章小結(jié)
第四章 應(yīng)用于人體表面匹配的新型人工匹配層的設(shè)計(jì)、仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 傳統(tǒng)匹配層
        4.1.1 匹配層理論
        4.1.2 設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果
        4.1.3 局限性
    4.2 人工匹配層
        4.2.1 引言
        4.2.2 人工匹配層理論
        4.2.3 設(shè)計(jì)過程與模型建立
        4.2.4 仿真結(jié)果
        4.2.5 局限性
    4.3 應(yīng)用于人體表面匹配的新型人工匹配層的設(shè)計(jì)
        4.3.1 引言
        4.3.2 設(shè)計(jì)過程
        4.3.3 模型建立
        4.3.4 影響匹配效果的因素
        4.3.5 仿真結(jié)果與討論
    4.4 實(shí)驗(yàn)實(shí)施與驗(yàn)證
        4.4.1 模型修改
        4.4.2 實(shí)物加工
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        4.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 一種提高可植入生物醫(yī)療設(shè)備無線能量傳輸效率的系統(tǒng)
    5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.2 仿真結(jié)果
        5.2.1 電場分布
        5.2.2 S參數(shù)
        5.2.3 傳輸因數(shù)
        5.2.4 比吸收率
    5.3 實(shí)驗(yàn)實(shí)施與驗(yàn)證
        5.3.1 模型修改
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]植入式天線在生物醫(yī)療中的應(yīng)用研究[D]. 劉昌榮.電子科技大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3682840