用于生物遥测应用的微型化圆极化植入式天线

《IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters》：Miniaturized Circularly Polarized Implantable Antenna for Biotelemetry Applications

微型圆极化植入天线设计应用于MICS频段，采用矩形螺旋环和V形辐射器实现紧凑结构，通过边缘耦合槽、倒角和馈电点配置获得极化特性，实测反射系数带宽8.2%和轴比带宽4.96%，符合IEEE生物安全性标准。

　　

摘要：

本文介绍了一种专为生物遥测应用设计的微型圆极化可植入天线，该天线工作在医疗植入物通信服务（MICS）频段，频谱范围为402 MHz至405 MHz。所提出的天线具有极小的电气尺寸，其尺寸为0.01075λ×0.0034λ。采用矩形螺旋环和V形辐射器来实现小型化。通过边缘耦合槽、倒角以及角馈电点配置，实现了圆极化特性。测量得到的反射系数和轴比带宽分别为8.2%和4.96%。通过制造天线并在模拟组织的液体中进行测量来验证其性能。IEEE安全指南确认了该天线的最大特定吸收率符合标准。

引言

圆极化可植入天线对于植入式医疗设备中的可靠通信至关重要。它们具有显著的优势，如方向独立性、较低的比特错误率以及稳定的连接性[1]、[2]、[3]。为了确保医疗植入物的无线通信可靠性，美国联邦通信委员会为医疗植入物通信分配了特定的频段[4]。其中，医疗植入物通信服务（MICS）频段因其超低功耗、高数据传输速率以及适用于非语音数据传输而受到广泛认可[5]。尽管在小型化和圆极化（CP）技术方面取得了进展，但为MICS频段开发微型CP天线仍然是一个重大挑战。