植入式人体通信中电磁波在不同组织分界面上的传播特性研究

摘要：

通过计算电磁波在不同人体组织分界面的入射情况,研究人体信道电磁波跨越不同组织分界面时的传播特性.文章首先利用电磁场边界条件推导均匀平面电磁波向单层与多层导电媒质入射时的反射系数、透射系数及电磁波表达式;然后以人体手臂为研究对象,采用4阶Cole-Cole模型获取10 Hz~100 GHz人体组织介电参数,计算向单层、多层组织入射时各个分界面上的最大入射角、反射系数、透射系数与平均能流密度,结果显示,垂直入射是电磁波透射多层人体组织的主要路径,皮肤与空气分界面的反射系数最大,频率小于1 MHz或大于10 GHz的电磁波能量比较难在人体内外传播,电磁波平均能流密度传播随频率呈带通特性,带宽及中心频率与器件植入位置有关等;最后采用COMSOL Multiphysics建立电磁波向3层人体组织垂直入射的有限元仿真模型,仿真结果与理论计算结果相比误差小于0.000 08,验证了理论推导与计算的正确性.

关键词：植入式人体通信、组织分界面、垂直入射、反射系数、平均能流密度

所属期刊栏目：32

分类号：TN801;TN011(无线电设备、电信设备)

资助基金：国家自然科学基金U1505251

在线出版日期：2017-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：134-143