头皮植入的超宽带循环极化MIMO天线用于生物测量系统
Zhiwei Song1, Youwei Shi1, Xianren Zheng1
1The School of Electrical Engineering, Xinjiang University, Shengli Road 666#, Urumqi 830046, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 17, 2024
概括
这项研究介绍了一种紧的,双元的,可植入的天线,用于超宽带,循环极化通信. 它在工业,科学和医疗频段提供极化多样性和出色的性能.
科学领域:
- 电磁和天线工程 电磁和天线工程
- 生物医学工程 生物医学工程
- 无线通信无线通信
背景情况:
- 植入式天线对于医疗设备至关重要.
- 现有的天线往往缺乏超宽带 (UWB) 和循环极化 (CP) 功能.
- 多输入多输出 (MIMO) 系统中的极化多样性提高了信号可靠性.
研究的目的:
- 设计和评估一个紧的,双元的,可植入的UWB MIMO天线.
- 使用左手和右手循环极化 (LHCP和RHCP) 实现极化多样性.
- 在现实的人头模型和生物组织中验证天线性能.
主要方法:
- 一种新的天线设计,采用隙辐射补丁和UWB和CP的地面平面修改.
- 两个CP元素与直角极化 (LHCP和RHCP) 的集成.
- 使用人类头部模型 (均和真实) 和碎猪肉的性能评估,测量增益,隔离,链路边缘 (LM),MIMO通道特征和特定吸收率 (SAR).
主要成果:
- 实现了690MHz (2.14-2.83GHz) 的超宽带宽和400MHz (2.23-2.63GHz) 的有效CP轴比带宽.
- 证明了27.5dB的高隔离率和24.1dBi的峰值增益.
- 评估了天线性能,包括LM,MIMO通道指标和SAR,证实了卓越的操作特性.
结论:
- 拟议的紧型,双元件,可植入的MIMO天线符合UWB和CP的要求.
- 该天线表现出强大的性能和高隔离性,适合医疗应用.
- 该设计成功地整合了极化多样性,以增强无线通信.
