佩帶式貼片天線與人體的相互作用研究.pdf

1、本文用時域有限差分(FDTD)法研究佩戴式貼片天線與人體的相互作用，頻帶范圍為860～960MHz。本文研究的天線可作為超高頻射頻識別系統(tǒng)中的標(biāo)簽天線，是H型縫隙貼片天線，根據(jù)天線介質(zhì)基片及其與人體接觸方式的不同分為六種。其中，介質(zhì)基片分為兩種，其相對介電常數(shù)分別為9.6和16。介質(zhì)基片與人體的接觸方式有三種，一種是直接把人體作為接地板，一種是通過導(dǎo)體接地板與人體接觸，最后一種在導(dǎo)體接地板之后加一層介質(zhì)與人體接觸。人體模型選擇在相關(guān)研究

2、中廣泛應(yīng)用的Zubal人體模型，其建立包括幾何參數(shù)和電磁參數(shù)的確定。根據(jù)Zubal教授等建立的人體模型三維數(shù)組，通過編程使人體模型得以在商用軟件XFDTD中直接調(diào)用。根據(jù)我們研究的頻帶范圍和人體組織的色散特性，通過解一階Debye方程，確定人體模型的電磁參數(shù)，包括單頻和Debye參數(shù)。
　　 天線與人體的相互作用研究分為兩個方面，一方面是人體對天線的作用，以天線的阻抗、方向圖、S11參數(shù)和作用距離為參考。首先給出在僅有天線情況下

3、其性能參數(shù)，然后給出在單頻和Debye參數(shù)人體模型作用下天線的性能參數(shù)，通過比較分析人體對六種天線的作用，對比分析了各種天線性能參數(shù)的優(yōu)劣。對其中一種天線研究了人體與天線相對位置變化對天線性能參數(shù)的影響。另一方面是天線對人體的作用，以人體組織的比吸收率(SAR)為參考。首先給出六種天線輻射下人體SAR值，找出條件相同情況下對人體輻射劑量最小的天線，給出天線與人體相對位置變化對人體SAR值的影響。最后綜合考慮天線的性能參數(shù)和對人體的輻射，

4、確定最優(yōu)的天線，給出一個應(yīng)用實例。
　　 分析上述結(jié)果可得出：人體對天線的工作有明顯影響，六種天線的性能參數(shù)在人體作用下均有明顯變化，特別是直接把人體當(dāng)做接地板的兩種天線變化更為明顯；在人體作用下，天線阻抗隨頻率的變化更平緩，在人體一側(cè)的輻射強度變?nèi)酰琒11參數(shù)值變?。惶炀€與人體相對位置的變化對天線方向圖和作用距離無明顯影響，對阻抗和S11參數(shù)有一定影響，當(dāng)天線下移10 mm時，阻抗變化較為平緩，S11參數(shù)值較??；天線與人體相對