一种新型MICS频段可植入天线的设计.pdf

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1、第33卷第3期电子元件与材料V01．33NO．32014年3月ELECTRoNICCoMPONENTSANDMATERIALSMar．2o14一种新型MICS频段可植入天线的设计吴昊，3，郁磊，郭立泉，王计平，方强。(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130000；2．中国科学院大学，北京100049；3中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，江苏苏州215163)摘要：设计了工作在MICS频段，尺寸为10mmx10mmx1．905mm的可植入天线。采用高相对介电常数材料和平面倒F结构

2、微带天线(PIFA)结构以降低天线尺寸。经过软件HFSS仿真计算，对天线模型参数进行了优化，得到最佳的设计效果。天线在403MHz的谐振频点上回波损耗小于一20dB，在实现小型化的同时，保持一37dB的天线远场增益，保证了天线工作的可靠性。关键词：植入式天线；MICS频段；增益；小型化；平面倒F；仿真doi：10．3969~．issn．100l-2028．2014．03．0l3中图分类号：TN822文献标识码：A文章编号：1001．2028(2014)03．0054—04Designofanoveli

3、mplantableantennainMICSbandWUHao'，YULei3GUOLiquan。，，WANGJiping，FANGQiang(1．ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130000，China2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Bering100049，China；3．SuzhouInstituteofBiom

4、edicalEngineeringandTechnology，ChineseAcademyofSciences，Suzhou2I5163，JiangsuProvince，China)Abstract：AnimplantableantennaoperatingatMICSbandwasdesigned．Theantenna’Ssizeis10mmx10mm×1．905mmwithmaterialsofhighrelativepermittivityandPIFAstructuretoreduceante

5、nnasize．ThemodelwassetupandparameterswereoptimizedbyusingsoftwareHFSS．Theresultshowsthattheantenna’Sretumlossisbelow一20dBattheresonantfrequencyof403MHzwithrelativelyhighfarfieldgainvalueof一37dB，meanwhile，miniaturizationisrealized，andthereliabilityofthea

6、ntennaisguaranteedatworking．Keywords：implantableantenna；MICSband；gain；miniaturization；platflipF：simulation近年来，科研人员致力于植入式医疗装置的微笔者设计了一种新型的天线，用于生物信息遥小型化。随着微电子技术和制作工艺的进步，植入测装置中，配合传感设备向体外传输动物的体温、式装置核心电路的尺寸越来越小【1l，而通信器件尺寸血压等参数。该天线具有剖面低、质量轻、成本低，成为系统进一步缩小的瓶颈。当前

7、植入式装置的通易共形等优点【4】，十分适于小型化天线的设计。该天信用耦合电感线圈尺寸大、工作频率和信号传输速线采用平面倒F结构微带天线(PIFA)结合高相对率低，传输距离近。为了解决上述问题，研究人员介电常数材料，降低了天线的尺寸。将目光投向到了射频通信，用射频天线取代电感线1天线设计圈。国际上为低功耗植入式装置通信专门制定了MICS(402-405MHz)频段，即医用植入式通信服天线的基本结构为三层平面倒F结构，如图1务频段。通信频率的提升，使射频天线比耦合电感所示。图1(a)是天线的侧视图，(b)

8、、(C)、(d)线圈具有更小的尺寸、更高的传输速率以及更远的为三层辐射金属(x-y平面)：底层为边长8mm的正传输距离～1。方形接地面(b)；(C)、(d)分别是中间和顶层的辐收稿日期：2013-12．12通讯作者：方强基金项目：江苏省科技支撑计划资助项目(No．BE2012654)作者简介：方强(1968-)，男，上海人，研究员，主要研究方向为植入式医用电子、生物医学_T程。E-mail：qfang@sibet．ac．cn吴吴(1988-)，男，辽宁丹