應(yīng)用于可穿戴腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)的微帶天線.pdf

1、基于微波成像技術(shù)的可穿戴腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)與核磁共振、CT等傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比，具有成本低，可攜帶等特點。在微波成像系統(tǒng)中，天線作為發(fā)送與接收射頻信號的前端器件，是一個關(guān)鍵的元素，其性能對于成像的效果至關(guān)重要。為了成像的效果更加顯著且檢測系統(tǒng)方便攜帶，微波腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)給天線提出了要求：超寬帶、小型化、低剖面、低頻段以及垂直輻射或定向輻射。然而目前的系統(tǒng)大都是采用端輻射的天線，這種天線的輻射增益一般比較高，比如vivaldi天線，但是不利于實

2、現(xiàn)可穿戴性，即應(yīng)用于可穿戴系統(tǒng)時具有一定的難度。而可穿戴腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)要求系統(tǒng)的可穿戴性很強，同時天線也應(yīng)該能夠與人腦實現(xiàn)良好的共形，所以需要設(shè)計成垂直輻射或定向輻射的柔性天線，使得天線具有良好的可彎曲性，以便更加容易鑲嵌到可穿戴系統(tǒng)中。
　　論文的工作內(nèi)容分成六部分，首先，介紹微波腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)的研究背景和意義；拓展天線帶寬以及檢測系統(tǒng)中所用天線的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；本文主要工作安排。
　　其次，介紹微帶天線基礎(chǔ)概念理論，比如

3、微帶天線概念、輻射機制、種類、饋電方式、天線的主要電參數(shù)等等；本課題使用的仿真軟件平臺是由美國一家公司研發(fā)的，HFSS即三維電磁仿真軟件平臺-高頻結(jié)構(gòu)仿真，該軟件基于有限元法，計算結(jié)果準(zhǔn)確度極高，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的三維電磁場設(shè)計與分析的標(biāo)準(zhǔn)；人體微波檢測涉及到一些關(guān)鍵問題，比如安全性是首要問題，終端輻射的熱效應(yīng)通常使用SAR值來衡量。SAR值的大小表明了電磁輻射對于人體健康影響程度的大小。在天線設(shè)計時，電磁輻射能量對腦部的影響要給予高度重視。

4、
　　接著，選擇微帶天線作為研究對象，在半圓形微帶天線的基礎(chǔ)上，提出了一種小型超寬帶微帶天線，該天線采用偶極子形式，通過優(yōu)化天線的輻射臂形狀及尺寸以及采用開槽與加載耦合貼片的方式拓展了微帶天線帶寬，且最大輻射方向垂直天線貼片，即垂直輻射，有利于實現(xiàn)可穿戴性。
　　然后，根據(jù)設(shè)計的實驗方案，利用油桶和水管來制作簡易的頭部模型；采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、同軸電纜、天線實物、PC以及頭部模型構(gòu)建模擬實驗，同時收集有效的實驗數(shù)據(jù)；利用共焦