Μικροκεραίες σε δίκτυα αισθητήρων για εφαρμογές υγείας:
Creators: name: Τσιμπούκη, Ναταλία Θεόδωρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Ασύρματα δίκτυα αισθητήρων
Μικροκεραίες
Ανθρώπινος ιστός (μυικός, λιπώδης, δερματικός)
Διηλεκτρικό
Γραμμη μικροταινίας
Sonnet
Wireless sensor networks
Microantennas
Human tissue (muscle, fat, skin)
Dilectric
Stripline

description: Στην εργασία αυτή έγινε μία προσέγγιση της λειτουργίας μικροκεραιών σε δίκτυα αισθητήρων για εφαρμογές υγείας. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν αρχικά οι ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες του ανθρώπινου σώματος σαν μέσο διάδοσης και με βάση τις ιδιότητες αυτές διατυπώθηκαν οι αρχές που διέπουν τη λειτουργία μίας κεραίας όταν αυτή βρίσκεται τοποθετημένη πάνω στην επιφάνεια του ανθρώπινου σώματος ή εμφυτευμένη μέσα σε αυτό, για λειτουργία σε ζώνες συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται για ιατρικές εφαρμογές δικτύων αισθητήρων. Στη συνέχεια εξετάστηκαν πιο αναλυτικά κάποιοι συγκεκριμένοι τύποι κεραιών οι οποίοι προτείνονται για εφαρμογές αυτού του είδους, όπως οι μαγνητικές κεραίες (βροχοκεραίες) και οι κεραίες τύπου patch. Με τη χρήση του πακέτου λογισμικού “sonnet” έγιναν προσομοιώσεις σε έξι διαφορετικές γεωμετρίες κεραιών τύπου patch για λειτουργία αρχικά στον ελεύθερο χώρο, έπειτα πάνω σε μυϊκό ιστό και τέλος πάνω σε διαδοχικά στρώματα δερματικού, μυϊκού και λιπώδους ιστού. Από τις προσομοιώσεις αυτές έγινε φανερό ότι η παρουσία των ιστών δεν επηρεάζει σημαντικά τη λειτουργία των κεραιών, καθώς η γενική μορφή του διαγράμματος του συντελεστή ανάκλασης και οι βασικές συχνότητες συντονισμού φάνηκε να παραμένουν σε σχετικά κοντινά επίπεδα. Σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα μπορούσε η παρουσία των ιστών θα να βελτιώσει τη λειτουργία της μικροκεραίας, καθώς με την εμφάνιση νέων συχνοτήτων συντονισμού, δίνεται η δυνατότητα λειτουργίας και σε άλλες ζώνες συχνοτήτων. Ένα γενικό συμπέρασμα όσον αφορά τη σχεδίαση είναι ότι με τη χρήση εξειδικευμένου λογισμικού, υπάρχει πλέον η δυνατότητα να ληφθεί υπόψη επακριβώς η επίδραση των ιστών στη λειτουργία της κεραίας και να αξιοποιηθεί η επίδρασή τους για την κατάλληλη επιλογή της ζώνης συχνοτήτων λειτουργίας ώστε να επιτευχθεί η βέλτιστη δυνατή σχεδίαση.
description: The scope of this thesis was the study of the behavior of microantennas in wireless sensor networks for medical applications. For this purpose the electromagnetic properties of the human body as a propagation medium were studied, and according to them the principles of antenna behavior were analyzed, when the antenna is situated on the surface of the human body, or when it is implanted in it, and it is operating in a frequency band reserved for sensor networks and medical applications. Furthermore, specific antenna types that are widely considered suitable for medical applications (suck as magnetic loop antennas and patch antennas) were studied in more detail. Using the software suite “sonnet”, simulations were run for six different patch antenna geometries for propagation initially in free space, then on muscle tissue and finally on three consecutive layers of skin, fat and muscle tissue.It became apparent from the simulations that the presence of the body tissue does not substantially affect the behavior of the antennas, since the general form of the reflection ratio and the basic resonance frequencies were relatively close. In some case, the presence of the tissue even seemed to improve the antenna behavior, as new resonance frequencies emerged, which enabled operation of the system in new, previously unavailable frequency bands.A general conclusion in any case, would be that with propagation oriented specific software, we have the opportunity to calculate with great efficiency the influence of the human tissues on the behavior of the antenna, and consequently to take these results into account during antenna design in order to achieve optimal properties.