Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 3

Design of A Conformal Fractal Antenna with SIW for Medical Implants Application

Projekt konformalnej anteny fraktalnej z SIW do zastosowań w implantach medycznych

10.15199/48.2023.03.38

nr katalogowy: 142334
10.15199/48.2023.03.38

Streszczenie

This paper proposed a new design of fractal antenna with Substrate Integrated Waveguide (SIW) and dual-resonant for wireless implantable capsule systems. The proposed antenna conforms to an implantable capsule with an 11 mm radius and 25 mm length without occupying the capsule's internal space. the proposed antenna has four slots and a fractal shape for extending the effective current path. The substrate is using Rogers 5880, with 2.2 as relative permittivity and 0.787 mm thickness, while the capsule is made of medical Teflon plastic. This proposed design achieves conformal characteristics with human tissue compatibility. Computer simulation technology (CST) software was used to simulate and analyze the antenna in different variety of environments. At operating frequency of 2.4. GHz and 5.8 GHz industrial, scientific and medical (ISM). The antenna’s bandwidth reach (2.1 GHz-2.3 GHz) and (5.42 GHz-6.04 GHz). The maximum gains of −7.5 dBi and −5.1 dBi at 5.8 GHz and 2.4 GHz, respectively. Voltage standing wave ratio (VSWR) of 1.2 and 1.17, and front-to-back ratio (FBR) of 20.4 dB and 16.07 at 5.8 GHz and 2.4 GHz, respectively. The antenna was experimentally measured in a minced pork. From the result and analysis, it is confirmed that the proposed antenna is successfully suited for wireless implantable capsule systems.

Abstract

W tym artykule zaproponowano nowy projekt anteny fraktalnej z falowodem zintegrowanym z podłożem (SIW) i podwójnym rezonansem dla bezprzewodowych systemów wszczepialnych kapsułek. Proponowana antena odpowiada wszczepialnej kapsułce o promieniu 11 mm i długości 25 mm bez zajmowania wewnętrznej przestrzeni kapsułki. proponowana antena ma cztery szczeliny i kształt fraktalny do wydłużenia skutecznej ścieżki prądu. Podłoże wykorzystuje Rogers 5880, o przenikalności względnej 2,2 i grubości 0,787 mm, podczas gdy kapsułka jest wykonana z medycznego teflonu. Ten proponowany projekt osiąga cechy zgodne z kompatybilnością tkanek ludzkich. Do symulacji i analizy anteny w różnych środowiskach wykorzystano oprogramowanie technologii symulacji komputerowej (CST). Przy częstotliwości roboczej 2,4. GHz i 5,8 GHz dla zastosowań przemysłowych, naukowych i medycznych (ISM). Zasięg pasma anteny (2,1 GHz-2,3 GHz) i (5,42 GHz-6,04 GHz). Maksymalne zyski -7,5 dBi i -5,1 dBi odpowiednio przy 5,8 GHz i 2,4 GHz. Współczynnik fali stojącej napięcia (VSWR) 1,2 i 1,17 oraz stosunek przód-tył (FBR) 20,4 dB i 16,07 odpowiednio przy 5,8 GHz i 2,4 GHz. Antenę mierzono eksperymentalnie w mielonej wieprzowinie. Na podstawie wyników i analiz potwierdzono, że proponowana antena z powodzeniem nadaje się do bezprzewodowych systemów wszczepialnych kapsuł.

Słowa kluczowe

Keywords

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-3 , nr katalogowy 142334 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma