16、生物医学天线与主观答案评估技术解析

生物医学天线与主观答案评估技术解析

单层三超宽带贴片天线相关研究

在生物医学测量领域，一款单层三超宽带（UWB）贴片天线的设计与研究具有重要意义。该天线主要用于骨质疏松诊断、生物振动测量等应用。

1. 天线设计基础参数

   • 振荡偶极矩与能量 ：最大振荡偶极矩 (d_0 = qa)，其中 (q) 为电子电荷，(a) 为振荡幅度。与质量为 (m) 的电子电荷振荡相关的能量 (W = \frac{1}{2} mx^2 a^2) 。这里 (x = \frac{2\pi C}{\lambda})，(C) 是自由空间中的光速，(\lambda) 为波长。
   • 散射相关参数 ：散射相关参数 (s_S = \frac{P}{W} = \frac{q^2 x^2}{6\pi^2 \epsilon_0 mc^3}) ，其中 (\epsilon_0) 是自由空间的介电常数，(m) 是电荷质量，(q) 是偶极子上的电荷，(s = \frac{1}{s_S}) 。

2. 天线设计规格

   • 工作频率与介质选择 ：该天线设计为直接与人体相互作用，在 3.7 - 6.0 GHz 之间呈现三个超宽工作频率带宽窗口（反射系数低于 -6.5 dB）。为了与骨骼、大脑或其他富含水的生物系统的平均介电常数完美匹配，基板的相对介电常数 (\epsilon_r) 取为 50，损耗角正切为 0