ISM-Bandı Tıbbi Telemetri Uygulamaları için Fare Derisi Ekit Mikroşerit Spiral Anten Tasarımı ve In-Vitro Ölçümü

Abstract

Anahtar KelimelerMikroşerit antenler, Implant anten, ISM-bandı, Deri taklit sıvısı, Biyotelemetri Özet: Bu çalışmada, ISM-bandı (Industrial, Scientific and Medical 2.4 − 2.48GHz) tıbbi telemetri uygulamaları için fare derisi içerisinde çalışan yeni bir ekit mikroşerit anten tasarımı sunulmaktadır. Arşimet spiral elemanını temel alan anten tasarımında ışıma elemanı, toprak (GP) destekli dielektrik (Rogers RO3210, ε r = 10.2) tabaka üzerine yerleştirilmiştir. Önerilen mikroşerit ekit anten tasarımının sayısal modellenmesi ve analizi elektriksel olarak fare derisi özelliklerine sahip ortamda (cole-cole modeli, ε f (ω), ρ = 1050 kg/m 3 ) gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, ekit anten yapısına ait sayısal analiz ve fare derisi taklit sıvısı içerisindeki ölçüm sonuçlarına yer verilmektedir. Benzerleriyle kıyaslandıgında oldukça küçük boyutlu (r=6 mm) önerilen anten tasarımına ait benzetim ve ölçüm sonuçlarının oldukça uyumlu oldugu gözlemlenmektedir. Ekit anten tasarımına ait sayısal analizler CST Microwave benzetim programı ile elde edilmiştir. Design of A Rat Skin Implantable Microstrip Spiral Antenna for ISM-Band Medical Telemetry Operations and In-Vitro Measurement KeywordsMicrostrip antennas, Implantable antenna, ISM-band, Skin-mimicking gel, BiotelemetryAbstract: In this paper, a rat skin implantable microstrip spiral antenna design for ISM-band medical telemetry operations has been introduced. In the antenna design Archimedean spiral shaped radiation element is placed on to the ground (GP) backed dielectric (Rogers RO3210, ε r = 10.2) substrate. Numerical modeling and analysis of the proposed implantable microstrip antenna design is carried out in a dielectric material having rat skin properties (cole-cole model, ε f (ω), ρ = 1050 kg/m 3 ). In the paper, numerical analysis results of the proposed implantable antenna design along with the corresponding in-vitro measurements are presented.It has been observed that the simulation and measurement results of the implantable antenna design, which is quite small (r = 6mm) compared its counterparts, are reasonably similar. We note that the numerical analysis of the proposed antenna designs have been carried out using CST Microwave Studio.