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无线人体通信技术具有低功耗、结构简单、安全性高和易于集成化等优点,可以被广泛应用于身份识别、保密信息传输、健康医疗等领域。因此,本论文以人体作为传输信道,对人体通信的信号耦合方式、人体组织的建模、基于波导耦合式和天线耦合式收发机的设计与实现等问题进行了研究和探讨。首先研究了人体组织的电磁特性,提出了长方体和圆柱体五层组织手臂模型,在此基础上设计了两种不同介质层结构的波导耦合式收发机。空气介质层收发机的最佳通信频段为713MHz,S21最大值为-16.44d B;FR-4介质层收发机的最佳通信频段为685MHz,S21最大值为-22.18d B。此外,开展了收发机介质层厚度、发射机两电极间距、收发机间距和收发机与人体表面距离等因素对无线人体通信性能影响的研究,并通过仿真分析验证了通过波导耦合方式实现无线人体通信的可行性。其次根据人体通信的频段和安全性要求,在对传统天线进行对比分析的基础上,设计了适于人体通信的单频微带天线、双频小型化微带天线和具有分形特征的平面树叶形单极子超宽带天线和平面圆形单极子超宽带天线,将其作为收发天线开展了基于天线耦合式收发机的仿真分析和实物测试。单频微带天线在手臂模型中的最佳通信频段为2.45GHz,实测谐振频率为2.46GHz;采用曲径电流法设计了一种谐振频率分别为1.9GHz和2.45GHz的小型化双频微带天线。该天线的面积仅为单频天线的30%左右,在人体手臂信道内,仿真谐振频率分别为1.9GHz和2.4GHz,实测谐振频率为1.9GHz和2.41GHz;树叶形单极子超宽带天线和圆形单极子超宽带天线在自由空间中仿真带宽和在手臂信道内的仿真带宽均能覆盖UWB频段,实测结果显示,这两种天线都满足超宽带天线要求。论文最后对无线人体通信前端系统进行了实际测试与分析。测试结果表明基于波导耦合式的人体通信频段为693MHz,S21为-25.6d B,与仿真结果接近,满足人体通信设计要求;单频微带天线、双频微带天线、树叶形单极子和圆形单极子天线分别在40mm、80mm、160mm和80mm内可实现无线人体信号传输。通过理论研究、仿真实验以及实验验证,本论文最终设计出了波导耦合式和天线耦合式无线人体通信前端系统,分别给出适于人体通信的最佳通信频段和最大传输距离,并通过实验测试验证该系统的可行性和有效性。