伴随着科学技术的向前推进,医疗器械领域开始向智能化、微型化、无创无痛的方向发展,近些年来取得了巨大的进步,用于小肠胃粘膜检测的无线胶囊内窥镜在患者中的使用越来越普及。作为一种新型的产品,无线胶囊内窥镜在现阶段还存在一些不足。其中,较大的电池能量损耗已成为胶囊内窥镜向精准诊断方向发展的阻碍。因此在电池尺寸与容量的限制下,提高电池电量利用率成为目前首需解决的问题。本文对电磁波在人体腹部中的传播特性进行研究,采用时域有限差分法对电磁波的传输损耗进行仿真分析与数值模拟运算,结果可为胶囊内窥镜无线通信模块的设计提供理论基础,具体研究工作如下:首先,使用时域有限差分法对电磁波进行仿真模拟,设置合适的边界条件、网格尺寸、时间步大小和激励源的类型等参数。通过对边界吸收效果以及对称性和收敛性的检验,验证时域有限差分法的有效性。其次,建立简化人体腹部模型,仿真电磁波在各组织中的传播过程。采用经典衰减常数公式得出理论值与仿真结果进行对比分析,结果相吻合:在403MHz和923MHz两种频率下,电磁波在小肠中衰减最大,其次是皮肤、肌肉与脂肪。且在403MHz时,波在各组织中的衰减量要小于在923MHz时对应的能量损耗。当电磁波在不同组织层间进行传输时,在皮肤与空气的交界面处损耗最大,而从小肠到肌肉过程中损耗却微乎其微。相比于423MHz,波在923MHz时由体内到体外的传输损耗相对较小,更适合作为人体的通信频段。本文进一步分析了各组织厚度变化对电磁波传输的影响。比较后得出,内脏脂肪厚度的变化对波传输影响最为严重。在403MHz时,传输损耗变化范围可达8.1dB。但是由于不同组织层分界面处存在多重反射,加之相位的改变,使得通过腹部整体的传输损耗并没有随着组织厚度的增加而呈现出单调上升趋势,体型的胖瘦与传输损耗不是简单的对应关系。针对不同等级的腹部模型,比较其链路通道,能量损耗可相差10dB。即使针对同一模型,胶囊处在小肠不同部位,传输损耗差异也达到8dB。最后,建立仿真人体腹部模型。设置体表天线,比较腹部表面不同处的接收天线所接收到由体内传输到体表的电场强度。仿真结果表明:在不同频率下,腹部正前方以及偏左侧位置处的电场强度会明显的高于腹部其他位置。并且当频率较高时,腹部表面的整体电场强度相对较大。该结果为信号接收天线选取最佳接收点和减少电磁波的传输损耗提供了理论依据。