应用于生物医疗的圆极化植入式天线研究

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1、工程硕士学位论文应用于生物医疗的圆极化植入式天线研究作者姓名黎济铭工程领域集成电路工程校内指导教师常天海副教授校外指导教师杨瑞雄高级工程师所在学院电子与信息学院论文提交日期2018年04月ResearchonImplantableCircularlyPolarizedAntennasforBiomedicalApplicationsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:LiJiMingSupervisor:Prof.ChangTianHaiS.E.YangRuiXiongSouthChinaUnivers

2、ityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TN82学校代号：10561学号：201521010404华南理工大学硕士学位论文应用于生物医疗的圆极化植入式天线研究作者姓名：黎济铭指导教师姓名、职称：常天海副教授；杨瑞雄高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：集成电路工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：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、曹静华南理工大学硕士学位

3、论文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）

4、；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（校保密委员会审定为涉密学位论文时间：年月日），于年月日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：电子邮箱：联系地址(含邮编)：摘要随着人口老龄化和人们健康意

5、识的提高，无线生物医疗受到越来越多的关注。植入式医疗设备在生物医疗中有着重要的作用，它可以精确和实时地测量人体生理信息，为医生提供了诊断治疗信息，同时又减少了病人的不适感。植入式天线作为植入式医疗设备的关键器件，用于和体外设备之间实现无线通信。圆极化技术可以用于植入式天线来解决极化失配和多径干扰问题。因此，对应用于生物医疗的圆极化植入式天线的研究具有重要的意义和价值。本论文由国家自然科学基金（No.61372008）、广东省科技计划（No.2014A010103014，No.2015B010101006）等项目资助，主要研究应用于生物医疗的圆极化植入式天线。主要工作内容

6、有：（1）加载互补螺旋谐振器的圆极化植入式天线：在分析了圆极化天线在植入式设备和体外设备的通信中具有独特优势的基础上，提出了一款圆极化植入式天线。经过仿真优化后，天线的尺寸为10.5mm×10.5mm×1.27mm。天线的阻抗带宽为2.31–2.59GHz(11.4%)，轴比带宽为2.41–2.48GHz(2.86%)。文中对天线的工作原理进行了分析，研究了关键参数对天线性能的影响。通过计算链路余量，分析了天线的通信链路。最后制作天线实物并进行测试，测量结果与仿真结果基本吻合，验证了理论设计的准确性。（2）加载慢波结构的小型圆极化植入式天线：以实现植入式天线的小型化和圆

7、极化为目标，设计了一款覆盖了2.45-GHzISM频段的小型圆极化植入式天线，尺寸为9.2mm×9.2mm×1.27mm。通过在金属贴片上加载慢波结构和开V形槽，实现了天线的小型化。通过在贴片上引入微扰单元，优化了天线的圆极化纯度。将所设计的植入式天线放置在CST人体体素模型中进行性能验证，考虑到植入式天线辐射对人体安全的影响，同时评估了天线的SAR值。（3）应用于胶囊内窥镜系统的圆极化天线：为了解决胶囊内窥镜天线与体外线天线的极化失配问题，提出了一款应用于胶囊内窥镜系统的圆极化天线。文中分析了介质基板、胶囊外壳和电子元件对天线性能的影响