用于醫(yī)療通信系統(tǒng)中人體內(nèi)部植入型天線的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、目前，人體內(nèi)部植入型天線在醫(yī)療器械方面應(yīng)用廣泛，天線性能優(yōu)劣決定著醫(yī)療設(shè)備性能的可靠性和安全性。因此內(nèi)部植入型天線的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在制造醫(yī)療設(shè)備前期，為了仿真測試人體內(nèi)部植入型天線在人體內(nèi)部的工作特性，其中天線建模和人體建模這兩個方面是解決這個問題的前提和關(guān)鍵。
　　 本文基于電磁場時域有限差分(FDTD)算法，根據(jù)FCC制定的植入型醫(yī)療設(shè)備通信服務(wù)頻段(MICS)-402～405MHz，在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，文中設(shè)計(jì)了工作在這個

2、頻段的兩種不同類型的微帶天線：分別是螺旋微帶天線和PIFA型微帶天線。借助時域有限差分算法分析了這兩種帶有上下兩層基片的應(yīng)用于植入型醫(yī)療設(shè)備的特殊的低剖面微帶天線。主要利用XFDTD仿真軟件計(jì)算了402MHz時，天線放置于人體仿真模型內(nèi)部左胸腔部位時的輸入阻抗、S11(散射系數(shù))、天線輻射方向圖和比吸收率(SAR)分布情況。
　　 本文研究內(nèi)容的另一個主要方面是計(jì)算偶極子天線放置在人體仿真模型時的輻射特性和比吸收率分布情況。在這

3、個研究過程中，文章分別使用了分辨率為2mm的人體頭部六層球體簡化模型和分辨率為4mm的Zubal人體仿真模型，對比分析不同模型和六層人頭簡化模型內(nèi)部偶極子天線不同位置時，天線工作性能的變化情況。
　　 最后通過分析人體內(nèi)部植入型天線和人體外部接收天線之間的通信情況，得出結(jié)論：PIFA天線相對微帶螺旋天線具有尺寸相對較小，輻射功率較高的優(yōu)勢。文章通過計(jì)算最大傳輸功率來評估醫(yī)療通信設(shè)備中內(nèi)外天線之間的聯(lián)通可靠性。通過對偶極子天線組成