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(cè)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(gè)方面是解決這個(gè)問(wèn)題的前提和關(guān)鍵。
　　 本文基于電磁場(chǎng)時(shí)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(gè)

2、頻段的兩種不同類(lèi)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(shí)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(shí)，天線放置于人體仿真模型內(nèi)部左胸腔部位時(shí)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?jī)?nèi)容的另一個(gè)主要方面是計(jì)算偶極子天線放置在人體仿真模型時(shí)的輻射特性和比吸收率分布情況。在這

3、個(gè)研究過(guò)程中，文章分別使用了分辨率為2mm的人體頭部六層球體簡(jiǎn)化模型和分辨率為4mm的Zubal人體仿真模型，對(duì)比分析不同模型和六層人頭簡(jiǎn)化模型內(nèi)部偶極子天線不同位置時(shí)，天線工作性能的變化情況。
　　 最后通過(guò)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(duì)微帶螺旋天線具有尺寸相對(duì)較小，輻射功率較高的優(yōu)勢(shì)。文章通過(guò)計(jì)算最大傳輸功率來(lái)評(píng)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(guò)對(duì)偶極子天線組成