隨著人口老齡化和醫(yī)療資源不平衡等社會(huì)問題日益嚴(yán)峻,移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。植入式醫(yī)療設(shè)備在移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)中主要用于感知人體生理信息。相比于傳統(tǒng)的有線連接或線圈耦合方式,植入式天線可以將植入式醫(yī)療設(shè)備檢測(cè)的生理信息無(wú)線發(fā)送到人體外部的接收機(jī),方便醫(yī)生診斷。由于人體由許多具有復(fù)雜電磁特性的組織形成且因人而異,加上植入式醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部的電子元器件、植入手術(shù)誤差和加工誤差等因素的影響,導(dǎo)致植入式天線可能在所需頻段內(nèi)產(chǎn)生阻抗失配。而寬頻特性能使植入式天線在復(fù)雜電磁環(huán)境中具有較好的魯棒性。此外,多頻天線使植入式醫(yī)療設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能。因此,對(duì)寬頻/多頻植入式天線的研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本論文由國(guó)家自然科學(xué)基金（No.61372008）、廣東省科技計(jì)劃（No.2014A010103014,No.2015B010101006）等項(xiàng)目資助,主要研究應(yīng)用于移動(dòng)醫(yī)療的寬頻/多頻植入式天線。本課題主要研究?jī)?nèi)容有:（1）工作在MICS頻段的寬頻植入式平面倒F天線（PIFA）:考慮到電磁波在低頻段具有較低的傳輸損耗,且寬帶天線能夠提升系統(tǒng)的魯棒性,我們?cè)O(shè)計(jì)了一款工作在醫(yī)療與植入式通信服務(wù)（MICS）頻段的寬... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）天線實(shí)物圖（b）測(cè)試場(chǎng)景

第四章多功能的三頻寬帶植入式PIFA天線53SAR47.5W/KgSAR46.9W/KgSAR37.1W/Kg（a）（b）（c）圖4-13天線的10g平均SAR值分布（a）@0.403GHz（b）@0.915GHz（c）@2.45GHz4.5天線實(shí)測(cè)結(jié)果與分析圖4-14給出了該三頻植入式天線的實(shí)物圖和測(cè)試場(chǎng)景。圖4-15給出了天線在HFSS和CST的仿真結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果的比較�？梢钥闯鎏炀�實(shí)測(cè)的相對(duì)帶寬分別為18.4%（375–451MHz）、18.5%（900–1084MHz）和31.2%（2071–2837MHz），均覆蓋所需頻段。相比于仿真結(jié)果，天線的實(shí)測(cè)結(jié)果在低頻段和高頻段基本吻合，但在中間頻段均往高頻偏移。天線在中間頻段處的阻抗帶寬變寬，其原因?yàn)榧庸ふ`差導(dǎo)致天線上下層介質(zhì)基板之間的空氣層較厚，使得該頻段兩個(gè)相鄰諧振點(diǎn)的阻抗匹配變好，且相互靠近，從而使帶寬變寬；天線在高頻段出現(xiàn)較多的諧振點(diǎn)，其原因?yàn)楦哳l段的波長(zhǎng)較短，且同軸饋電所處的可焊接區(qū)域較少，導(dǎo)致天線性能對(duì)焊接工藝和SMA的影響較為敏感。（a）（b）圖4-14（a）天線實(shí)物圖（b）測(cè)試場(chǎng)景

第五章帶有完整地板的三頻寬帶植入式環(huán)形PIFA天線65表5-2天線的SAR值評(píng)估表Frequency[GHz]Maximum10-gSAR[W/Kg]Maximuminputpower[mW]IEEEC95.1-2005standardEIRPrestrictionintheMICSband0.40344.844.66610.91539.151.2–1.438.951.4–（a）（b）圖5-13（a）天線實(shí)物圖（b）測(cè)試場(chǎng)景5.5天線實(shí)測(cè)結(jié)果與分析圖5-13給出了該天線的實(shí)物加工圖和測(cè)試場(chǎng)景。圖5-14給出了該天線仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果的性能比較。從圖中可以看出，該天線在低頻段的回波損耗遠(yuǎn)大于10dB，這主要是由于在天線加工的過程，實(shí)際介質(zhì)基板的尺寸相對(duì)于仿真使用的介質(zhì)基板有所增大，導(dǎo)致了天線在低頻段的電流分布受到影響，從而產(chǎn)生阻抗失配現(xiàn)象。在后續(xù)工作中，我們可以重新加工該天線，并測(cè)試其性能。天線在中間頻段的仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合，而天線在高頻段朝高頻偏移，這主要是由于豬肉模型與三層人體仿真模型的電特性可能存在較大差異，且加工因素、焊接工藝、SMA和同軸線等均會(huì)對(duì)天線性能產(chǎn)生影響。此外，從圖5-14中可以看出，天線在ISM頻段和WMTS頻段的10dB阻抗帶寬分別為6.8%（872–933MHz）和14.3%（1378–1600MHz），均覆蓋所需頻段。

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的新型植入天線研究[D]. 許麗潔.南京理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]金屬邊界下的終端MIMO天線[D]. 張力維.電子科技大學(xué) 2018
[2]小型化寬頻帶平面倒F天線的研究與設(shè)計(jì)[D]. 王躍.華中師范大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3267972