新型共面波导馈电柔性缝隙型可植入天线研究  被引量:2

Study of a Novel CPW-Fed Flexible Slot Antenna for Implantable Devices

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作  者:丁宇星 李鹏[1] 薛鹏飞 常劭龙 宗卫华[1] DING Yuxing;LI Peng;XUE Pengfei;CHANG Shaolong;ZONE Weihua(School of Electronic Information,Qingdao University,Qingdao 266071,China)

机构地区:[1]青岛大学电子信息学院

出  处:《青岛大学学报(工程技术版)》2019年第3期74-78,共5页Journal of Qingdao University(Engineering & Technology Edition)

基  金:国家自然科学基金青年项目(61501277)

摘  要:为了减轻无线植入设备中植入天线所引起的不适性,本文提出了一种新型共面波导(coplanar waveguide,CPW)馈电的缝隙型可植入天线,天线衬底为20μm厚聚酰亚胺柔性材料。采用电磁仿真软件对天线进行优化设计,得到天线尺寸为11 mm×13 mm,天线在肌肉中的带宽为1.77~2.94 GHz,最大增益为-22.7 dBi。同时,分析了天线带宽随着人体模型尺寸、绝缘膜厚度、空气缝隙厚度以及不同人体组织中的的变化规律,并在尺寸为50 mm×50 mm×50 mm的填充肌肉人体模型中进行仿真。仿真结果表明,天线在肌肉、皮肤、小肠、胃等多种人体组织中均保持宽带特性,可以覆盖工业、科学和医疗(industrial,scientific and medical,ISM)频段,而且具有体积小、质量轻、带宽宽的特性。该研究在植入医疗设备中具有较好的应用价值。For reducing the uncomfortableness when implanted inside human body,a novel coplanar waveguide(CPW)fed antenna is presented in this paper.The proposed antenna is printed on flexible substrate of Kapton polyimide with 20μm thickness.Electromagnetic simulation software is used to design the antenna with optimal size of 11 mm×13 mm.The proposed antenna has a wide bandwidth of 1.77~2.94 GHz and gain of-22.7 dBi.The antenna performance varying with body phantom size,insulated film thickness,air gap width,and different body tissues is simulated and analyzed.And it is simulated in a filled muscle mannequin with the size of 50 mm×50 mm×50 mm.The results show proposed antenna achieves wide bandwidth covering Industrial,Scientific and Medical(ISM)band in different body tissues of muscle,skin,small intestine,and stomach.With virtues of low profile,light weight and wide bandwidth,the research has promising value applied in implantable devices.

关 键 词:植入式天线 ISM频段 带宽 共面波导 柔性天线 人体组织 

分 类 号:TN822[电子电信—信息与通信工程]

 

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