提高植入式電子設(shè)備無線充電效率的技術(shù)研究
2024-11-08 00:00:00王蒙軍任國(guó)梁劉旭冉馬曉宇鄭宏興
無線電工程 2024年10期
摘 要：為解決植入式電子醫(yī)療器械在無線能量傳輸（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＷＰＴ） 時(shí)效率較低的問題，根據(jù)ＰａｎｃｈａｒａｔｎａｍＢａｒｒｙ 理論設(shè)計(jì)了一種可穿戴超表面結(jié)構(gòu)，利用梯度相位設(shè)計(jì)調(diào)整電磁波入射角度，使波矢量方向盡可能垂直于皮膚，從而提高體內(nèi)受電單元的能量接收功率。這種超表面單元具有良好的極化轉(zhuǎn)換效率，透射幅度達(dá)到０． ８ 以上。為驗(yàn)證其合理性，搭建人體局部等效模型進(jìn)行系統(tǒng)仿真，結(jié)果表明加入超表面后系統(tǒng)的傳輸系數(shù)提高了５ ｄＢ，并且人體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布也明顯改善，植入天線工作區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)顯著提高，所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有效改善了植入系統(tǒng)的能量傳輸效率（ＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｅｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＰＴＥ）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)的有效性，所提出的超表面結(jié)構(gòu)具有柔性、高效和易集成等優(yōu)點(diǎn)，為提高植入系統(tǒng)無線ＰＴＥ 提供了一種有效的解決方案。
關(guān)鍵詞：能量傳輸效率；柔性超表面；梯度相位；無線能量傳輸；植入設(shè)備
中圖分類號(hào)：ＴＮ９８ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ
文章編號(hào)：１００３－３１０６（２０２４）１０－２４５３－０９
