植入式人体通信技术的耦合方式研究.pdf

35卷 3期 中 国 生 物 医 学 工 程 学 报 V01．35 No．3 2016年 6月 ChineseJournalofBiomedicalEngineering June 2016 植入式人体通信技术的耦合方式研究 汪啸尘 张广浩 霍小林 (中国科学院电工研究所生物电磁学北京市重点实验室 ，北京 100190) p (中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049) 摘 要 ：研究植入式人体通信方式 中通信信号的衰减与不 同耦合方式之间的关系 。涉及 的耦合方式包括 电容耦 合、电流耦合、正向容阻耦合和反向容阻耦合4种。通过建立等效电路模型进行仿真计算 ，以及在模拟体内环境的 r 水模型中实验测量的方式 ，对 20MHz通信频率下不同耦合方式的通信衰减进行对 比。仿真和实验的结果均表明， 正向容阻耦合方式下通信的衰减最小，分别为26dB(计算值)和 28dB(测量值)，而 电容耦合、电流耦合和反向容 阻耦合方式的通信衰减依次增大。这一结果反映出不同耦合方式之间的机制区别 ，同时意味着若将人体通信方式 f 应用于植入式医疗设备中，正 向容阻耦合方式将是最好的选择 。 P 关键词：人体通信；电容耦合；电流耦合 ；容阻耦合；植入式设备 中图分类号 R318 文献标志码 D 文章编号 0258—8021【2016)03—0365-05 Researchon CouplingApproachesforImplantableHumanBody e Communication Technologyl W angXiaochen · ZhangGuanghao。 HuoXiaolin o (BejiingKeyLaboratoryofBioelectromagnetism，InstituteofElectricalEngineering，ChineseAcademyofSciences，Bejiing100190，China) (SchoolofElectronics，ElectricalandCommunicationEngineering，Unive~ityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China) i Key words：human body communication； capacitive coupling； galvanic coupling； capacitive—resistance coupling；implantabledevice g 的进一步应用有 了明确的依据 。目前，世界各地 引言 s都有针对人体通信技术的研究，已经可 以实现利用 人体通信是一种利用人体作为信号传输途径 人体通信完成包括通信速率 160Mb／s的高速通 的新型非射频无线通信技术 ，被设计用于进行可穿 信 ，以及功耗37．5 w 的低功耗通信等 。 P 戴设备和植入式设备网络 间的通信 ，收集分布于人