本文關(guān)鍵詞：小型化可植入柔性射頻天線(xiàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔性電子具有可折疊、厚度薄、重量輕、體積小、易共形和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),柔性基板如聚酯、聚乙烯、塑料以及紙張等的價(jià)格比較便宜,因此近年來(lái)許多科研人員對(duì)柔性電子技術(shù)開(kāi)展了大量的研究。在柔性天線(xiàn)的可植入應(yīng)用中,由于生物組織常常是彎曲的,基于柔性基板的天線(xiàn)相比基于剛性基板的天線(xiàn)能夠更好地與生物組織的表面相吻合,因此開(kāi)展可植入柔性天線(xiàn)和整流天線(xiàn)的研究對(duì)柔性電子技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義,可植入柔性天線(xiàn)和整流天線(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外柔性電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)課題之一。本文針對(duì)可植入柔性單極天線(xiàn)和整流天線(xiàn)的小型化、寬帶設(shè)計(jì)技術(shù)和生物相容性開(kāi)展研究,主要研究工作如下:1.基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的小型化寬帶柔性單極天線(xiàn)的研究針對(duì)寬帶柔性單極天線(xiàn)的小型化和生物相容性問(wèn)題,提出了采用聚對(duì)二甲苯C(Parylene C)薄膜保護(hù),利用蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)在聚酰亞胺薄膜上的單極天線(xiàn)設(shè)計(jì)方法。該方法利用蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)來(lái)延長(zhǎng)天線(xiàn)表面電流的路徑,使天線(xiàn)的諧振頻率降低,從而減小天線(xiàn)的體積;采用薄膜有機(jī)物基板,提高了天線(xiàn)的可彎曲特性;在天線(xiàn)表面層積具有可靠的電氣絕緣性和耐化學(xué)腐蝕性的生物相容性Parylene C保形薄膜,使天線(xiàn)具有了較好的生物相容性和適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力。采用薄膜工藝制備技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具有Parylene C薄膜保護(hù)的寬帶柔性單極天線(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于10μm厚Parylene C涂層的蜿蜒貼片柔性單極天線(xiàn)(尺寸為32 mm×18 mm)的工作頻率范圍為2.4 GHz~2.484 GHz和3.5 GHz~10.6 GHz,天線(xiàn)回波損耗在彎曲(半徑20 mm)和涂覆Parylene C薄膜后的變化很小,彎曲后的天線(xiàn)在2.44 GHz、5.8GHz和10.6 GHz的增益分別為-2.4 dBi、-0.3 dBi和2.4 dBi,測(cè)試結(jié)果表明具有Parylene C薄膜保護(hù)的蜿蜒貼片寬帶柔性單極天線(xiàn)可以在彎曲狀態(tài)下使用。2.基于基片層間平板電容加載的寬帶柔性單極天線(xiàn)的研究為進(jìn)一步減小寬帶柔性單極天線(xiàn)的體積,基于電容加載能減小天線(xiàn)尺寸的原理,提出了利用薄基片層間的圓形平板電容加載U形輻射單元的小型化寬帶柔性單極天線(xiàn)設(shè)計(jì)方法,并在饋電微帶線(xiàn)與U形輻射單元之間引入兩階阻抗變換器,在寬帶范圍內(nèi)改善了天線(xiàn)的輸入匹配,該方法具有充分利用平面單極天線(xiàn)基板下表面的空閑面積,從而減小天線(xiàn)體積的特點(diǎn)。基于該方法在聚酰亞胺薄膜上設(shè)計(jì)了一款柔性單極天線(xiàn),并在該天線(xiàn)表面層積了10μm厚的Parylene C保護(hù)薄膜,天線(xiàn)尺寸為28 mm×18 mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于薄基片層間的圓形平板電容加載的小型化柔性單極天線(xiàn)的工作頻率范圍為2.4 GHz~2.484 GHz和3.8 GHz~10.6 GHz,天線(xiàn)回波損耗在彎曲(半徑20 mm)和涂覆Parylene C薄膜后的變化很小,天線(xiàn)在彎曲時(shí)2.44 GHz、5.8 GHz和10.6 GHz的增益分別為-4.0 dBi、-1.0 dBi和-1.3 dBi,可見(jiàn)基于電容加載的柔性單極天線(xiàn)比基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的柔性單極天線(xiàn)具有尺寸更小的特點(diǎn)。3.WLAN柔性單極天線(xiàn)的可植入性研究針對(duì)寬帶柔性單極天線(xiàn)的可植入性問(wèn)題,提出了一種通過(guò)減小輻射單元長(zhǎng)度,對(duì)柔性天線(xiàn)進(jìn)行輻射特性和輸入匹配的改進(jìn)設(shè)計(jì)使其成為可植入天線(xiàn)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。基于電容加載技術(shù),設(shè)計(jì)了一種Parylene C薄膜保護(hù)的矩形平板電容加載的WLAN柔性單極天線(xiàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,WLAN柔性單極天線(xiàn)在WLAN的兩個(gè)頻段內(nèi)都具有較好的全向輻射特性。深入研究了WLAN柔性單極天線(xiàn)在豬肉中的特性,天線(xiàn)在豬肉中的諧振頻率和增益都有明顯的降低,為提高天線(xiàn)在植入環(huán)境中的性能,利用改進(jìn)設(shè)計(jì)方法減小U形輻射單元的長(zhǎng)度,從而改善了天線(xiàn)在豬肉中的輻射特性和輸入匹配,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)后的天線(xiàn)在2.44 GHz時(shí),增益從-12.9dBi提高到了0.8 dBi,回波損耗從14 dB提高到了18 dB,改進(jìn)后的天線(xiàn)成為了一種性能較好的可植入天線(xiàn)。4.小型化可植入整流天線(xiàn)的研究針對(duì)小型化柔性整流天線(xiàn)設(shè)計(jì),提出了一種在超薄液晶聚合物(LCP)基片上設(shè)計(jì)柔性整流天線(xiàn)的方法。該方法采用50μm厚的雙面覆銅基片,可通過(guò)普通光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn),極大地降低了工藝實(shí)現(xiàn)難度;此外,基片的減薄進(jìn)一步減小了天線(xiàn)的尺寸。在不同彎曲狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,雖然彎曲狀態(tài)下柔性整流天線(xiàn)的功率傳輸效率有一定程度的降低,但是柔性整流天線(xiàn)仍然能夠點(diǎn)亮內(nèi)置的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)�；谠撛O(shè)計(jì)方法,針對(duì)光感基因調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用需求,在超薄LCP基片上實(shí)現(xiàn)了一種2.4 GHz~2.484 GHz小型化可植入整流天線(xiàn),對(duì)放入豬肉中的可植入整流天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)功率傳輸特性研究的結(jié)果表明,在遠(yuǎn)小于規(guī)定的人體允許射頻照射功率的情況下,小型化可植入整流天線(xiàn)可以點(diǎn)亮內(nèi)置的藍(lán)色LED。
【關(guān)鍵詞】：小型化柔性天線(xiàn) Parylene C薄膜保護(hù) 可植入特性 超寬帶技術(shù) 液晶聚合物基片
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.44;TN820
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-36
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 無(wú)線(xiàn)通信及醫(yī)療通信頻段13-14
• 1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀14-26
• 1.3.1 柔性天線(xiàn)的國(guó)外研究進(jìn)展15-20
• 1.3.2 可植入天線(xiàn)的國(guó)外研究進(jìn)展20-24
• 1.3.3 可植入整流天線(xiàn)的國(guó)外研究進(jìn)展24-26
• 1.4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀26-33
• 1.4.1 柔性天線(xiàn)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展27-29
• 1.4.2 可植入天線(xiàn)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展29-31
• 1.4.3 可植入整流天線(xiàn)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展31-33
• 1.5 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排33-36
• 第二章 基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的寬帶柔性單極天線(xiàn)的研究36-59
• 2.1 引言36
• 2.2 單極天線(xiàn)36-40
• 2.2.1 偶極子天線(xiàn)36-39
• 2.2.2 單極天線(xiàn)39-40
• 2.3 電小天線(xiàn)40-43
• 2.3.1 電小天線(xiàn)理論40-42
• 2.3.2 電小天線(xiàn)的設(shè)計(jì)42-43
• 2.4 平面單極天線(xiàn)43-45
• 2.5 基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的寬帶柔性單極天線(xiàn)45-58
• 2.5.1 基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的寬帶柔性單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)46-50
• 2.5.2 基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的寬帶柔性單極天線(xiàn)的制作50-51
• 2.5.3 基于蜿蜒貼片結(jié)構(gòu)的寬帶柔性單極天線(xiàn)的測(cè)試及分析51-58
• 2.6 本章小結(jié)58-59
• 第三章 基于平板電容加載的寬帶柔性單極天線(xiàn)的研究59-74
• 3.1 引言59
• 3.2 小型化寬帶平面單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)59-63
• 3.3 基于平板電容加載的寬帶柔性單極天線(xiàn)63-73
• 3.3.1 基于平板電容加載的寬帶柔性單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)63-67
• 3.3.2 基于平板電容加載的寬帶柔性單極天線(xiàn)的測(cè)試及分析67-73
• 3.4 本章小結(jié)73-74
• 第四章 WLAN柔性單極天線(xiàn)的可植入性研究74-93
• 4.1 引言74
• 4.2 WLAN柔性單極天線(xiàn)的研究74-85
• 4.2.1 WLAN柔性單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)74-77
• 4.2.2 WLAN柔性單極天線(xiàn)的測(cè)試及分析77-85
• 4.3 可植入WLAN柔性單極天線(xiàn)的研究85-91
• 4.3.1 可植入天線(xiàn)的設(shè)計(jì)85-87
• 4.3.2 可植入WLAN柔性單極天線(xiàn)的設(shè)計(jì)87-90
• 4.3.3 可植入WLAN柔性單極天線(xiàn)的測(cè)試分析90-91
• 4.4 本章小結(jié)91-93
• 第五章 小型化可植入柔性整流天線(xiàn)的研究93-123
• 5.1 引言93
• 5.2 柔性整流天線(xiàn)93-106
• 5.2.1 柔性整流天線(xiàn)的設(shè)計(jì)93-100
• 5.2.2 柔性整流天線(xiàn)的測(cè)試與分析100-106
• 5.3 無(wú)線(xiàn)光感基因神經(jīng)調(diào)控106-109
• 5.4 可植入柔性整流天線(xiàn)的設(shè)計(jì)109-117
• 5.4.1 可植入柔性整流天線(xiàn)的設(shè)計(jì)109-112
• 5.4.2 可植入柔性整流天線(xiàn)的測(cè)試及分析112-117
• 5.5 小型化高效率放大器117-121
• 5.5.1 負(fù)反饋放大器的工作原理117-119
• 5.5.2 小型化高效率放大器的設(shè)計(jì)119-121
• 5.5.3 小型化高效率放大器的測(cè)試與分析121
• 5.6 本章小結(jié)121-123
• 第六章 總結(jié)與展望123-127
• 致謝127-128
• 參考文獻(xiàn)128-141
• 攻讀博士學(xué)位期間取得的成果141-143

  本文關(guān)鍵詞：小型化可植入柔性射頻天線(xiàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：277027