一款应用于脑活动探测的宽带天线系统设计

发布时间：2018-01-26 12:07

  本文关键词： 脑活动探测 微波传输法 介质匹配 宽带天线　出处：《电波科学学报》2017年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：为利用微波传输法对大脑活动进行探测,提出了一款应用于大脑活动探测的宽带天线.该天线单元为微带单极子天线,由开槽矩形宽缝、三角形贴片极子和反射板构成,采用微带线馈电,直接与人体头组织介质匹配,经过仿真优化,该天线-10dB回波损耗带宽覆盖了工作频率范围2.3~8GHz.并仿真分析了大脑内的电磁能量传输特性及电场分布,结果显示介质匹配天线相比普通天线在头颅内具有更好的穿透能力,在大脑皮层和深部脑区仍存在较强的电场强度.最后对此宽带天线进行了加工测试,实测数据与仿真结果基本吻合.该天线单元尺寸小、结构简单、易加工,能够很好地满足微波传输法探测大脑活动技术中头部共形天线阵列的设计要求.
[Abstract]:In order to detect brain activity by microwave transmission, a wideband antenna for detecting brain activity is proposed. The antenna unit is a microstrip monopole antenna with a slot rectangular wide slot. The triangular patch pole and reflector are made up of microstrip wire feed, directly matched with the human head tissue medium, and optimized by simulation. The antenna's -10dB echo loss bandwidth covers the operating frequency range of 2.3 ~ 8GHz. The electromagnetic energy transfer characteristics and electric field distribution in the brain are simulated and analyzed. The results show that the dielectric matching antenna has better penetration ability in the head than the ordinary antenna, and there is still a strong electric field intensity in the cerebral cortex and deep brain region. Finally, the processing test of the broadband antenna is carried out. The measured data are in good agreement with the simulation results. The antenna unit is small in size, simple in structure and easy to process. It can meet the design requirements of head conformal antenna array in detecting brain activity by microwave transmission.
【作者单位】： 桂林电子科技大学信息与通信学院认知无线电与信息处理省部共建教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61371056&61401110) 桂林电子科技大学研究生教育创新计划(YJCXS201515)
【分类号】：TN822
【正文快照】： 引言微波作为一种新兴的生理信号检测手段,在医学和生物学领域应用越来越广泛.微波技术是脑异常探测、乳腺肿瘤探测[1-2]和脑机接口等领域的研究热点,在医学成像方面有着巨大应用前景.目前检测大脑活动状态的技术手段主要有:脑电图(Electro-encephalogram,EEG)分析、功能磁共

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本文编号：1465566