植入式生物医学电子的UWB无线通信可行性建模研究

摘要

为考察超宽带(UWB)实现植入式生物医学电子设备无线通信的可行性及信道传播特性,基于男性活体CT及MRI切片图像,构建了一个频率范围在1～10.8 GHz的高分辨率三维人体电磁模型,考虑了85种不同人体组织或器官的电磁特性参数;将模型嵌入基于有限积分法(FIT)的三维电磁仿真软件进行电磁计算,考察电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率特性。实验结果表明:该模型能较好地描绘真实人体的电磁特性,信号在人体内的衰减随频率的升高及植入深度的加深而加重;在植入深度达160mm时,3.5 GHz信号的路径损耗为75 dB;参考功率为27 dBm时,人体对3.5 GHz信号的比吸收率在安全值范围内;证实了采用UWB频段内的3.5 GHz实现植入式生物医学电子无线通信的可行性和安全性。