生物医学遥测中植入式MIMO天线研究

《生物医学遥测中植入式MIMO天线研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文生物医学遥测中植入式MIMO天线研究作者姓名黄进宏学科专业物理电子学指导教师常天海副教授所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年4月ResearchonImplantableMIMOAntennasforBiomedicalTelemetryADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangJinhongSupervisor：Prof.ChangTianhaiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou

2、,China分类号：TN82学校代号：10561学号：201520108164华南理工大学硕士学位论文生物医学遥测中植入式MIMO天线研究作者姓名：黄进宏指导教师姓名、职称：常天海副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：物理电子学研究方向：天线与射频技术论文提交日期：2018年4月10日论文答辩日期：2018年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：李融林委员：常天海、靳贵平、曹静华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成

3、果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影

4、印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。□不保密,同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：指导教师签名：日期：作者联系电话：18825188980电子邮箱：504033217@qq.com联系地址（含邮编）：华南理工大学4号楼4332（5

5、10641）摘要在个人医疗护理上，由于通过体内外的传感器能够更加便捷准确的获得人体的各项生理数据，以人体中心通信链路为主要特点的生物遥测技术被各国科研者广泛关注研究。而对于植入式医疗设备来说，通信天线在体内设备与体外数据中心进行数据传输中扮演着一个重要的角色。然而，随着传感器能够收集到的人体数据种类的增多，对于植入式设备在大容量数据以及高数据传输速率上的需求越来越强烈。相比于单输入单输出天线，多输入多输出（MIMO）技术能够在不增加频谱和功耗的前提下，增大系统的信道容量，因此特别适合应用于胶囊内窥镜系统中。本论文是由国

6、家自然科学基金（61372008）、广东省科技计划项目（2014A010103014,2015B010101006）等项目资助，主要研究应用于生物医学遥测中植入式MIMO天线。本研究课题主要工作内容有：（1）工作在2.45-GHzISM频段的小型单频4*4单元植入式MIMO天线：MIMO技术能够用来提高数据传输容量和抵抗多径衰落。天线主要通过天线单元对角分布，每两个天线单元共用一个辐射单元，且用高介电常数介质基板来实现天线小型化。通过辐射贴片引进十字形开槽，地板加入去耦枝节，辐射贴片和地板间加入电磁带隙结构来提高天线单

7、元之间的隔离度。天线尺寸为18.5×18.5×1.27mm3，带宽为18.64%（2.14–2.58GHz），增益为-17.55dBi，隔离度小于-15.99dB。通过天线实物制作与在五花肉中测量，所测结果与仿真结果吻合。SAR值和链路运算表明了天线在生物遥测领域的可用性，包络相关系数的计算说明了各天线单元间的良好独立性。为了进一步降低植入式设备功耗，延长设备续航时间，我们设计了一款双频天线。（2）应用于植入式医疗设备中的双频双单元MIMO天线：天线通过一个钻石形单极子天线为基础覆盖2.45-GHzISM频段，通过在钻

8、石形单元中间开槽引入两个谐振路径来覆盖915MHzISM频段。所设计天线尺寸为18×14.3×1.27mm3，具有低剖面特点。天线在低高频段的阻抗带宽分别是17.3%(0.898–1.068GHz)和35.4%(1.87–2.675GHz)，隔离度分别低于-20dB和-29.5dB。文中还详细分析了天线的演进过程，关键参数对天线性