【摘 要】
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随着体域网相关技术的不断发展,体域网组网的趋势愈加明显,而6 G通信技术又进一步推动着体域网的成型。可以展望,未来这些相关技术会被集成在人体上,形成各通信模块的互联,届时供电将成为一个必须面临的问题。为此,本文研究将动能通过无线方式进行能量传输的天线技术,主要研究内容如下:（1）提出体表无线能量传输理念。依据手臂直径与ISM频段中5.80 GHz的波长可比拟的特点,研究真实的非均匀固态电磁仿真模型
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随着体域网相关技术的不断发展,体域网组网的趋势愈加明显,而6 G通信技术又进一步推动着体域网的成型。可以展望,未来这些相关技术会被集成在人体上,形成各通信模块的互联,届时供电将成为一个必须面临的问题。为此,本文研究将动能通过无线方式进行能量传输的天线技术,主要研究内容如下:（1）提出体表无线能量传输理念。依据手臂直径与ISM频段中5.80 GHz的波长可比拟的特点,研究真实的非均匀固态电磁仿真模型。基于此,将无线能量传输理念扩展到体域网的体表传输研究中,研究置于手臂上的八木天线和人体的相互影响、以及不同位置上两个八木天线间的无线能量传输性能,并精确评估传输效率。（2）周期结构加载的定向纽扣天线研究。对顶部介质加载的纽扣天线,通过在其微带馈电线端加载3×3单元的双T型人工磁导体（AMC）结构,实现纽扣天线在ISM频段的5.80 GHz波段的定向辐射;并依据AMC结构的有效反射区域,研究2×3单元的AMC结构,以降低天线的剖面。仿真和测量表明,该方法不仅降低了人体比吸收率（SAR值）,而且提高了增益和传输效率。（3）易集成的小型化定向纽扣天线研究。采用常规高频率使天线小型化的技术,研究ISM频段中24 GHz波段AMC结构的加载技术,实现纽扣天线的定向辐射。该天线在实现3×3周期单元加载后高度仅为2.2 mm,相较于5.80 GHz的10 mm有了大幅度减少。仿真研究表明,高频时定向纽扣天线的性能受到手臂影响很小。（4）基于非周期谐振结构的低剖面定向纽扣天线研究。针对上述5.80 GHz和24GHz无线能量传输的特点,研究5.80 GHz新型非周期谐振结构加载技术以降低天线的剖面。它由介质层和两个沿单极子对称的方形开口环金属层两层结构组成,通过合理调整单极子尺寸和新型加载结构的参数,可以实现纽扣天线剖面仅为6.5 mm的定向辐射,且增益相较于3×3周期单元加载时仅减少约0.6 d Bi。
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