全文总字数：2254字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本文的目标是设计一款可植入的双频环形天线，利用其天生具有低近区电场，并可以在体内产生低比吸收速率的特性,将其广泛的应用于植入应用以及医疗监测和治疗领域。可植入的双频环形天线，具有非常好的发展前景，其医疗植入通信服务频段可以用于数据遥测，工业、科学和医疗频段可以用于唤醒控制器等等。同时，我们在此次植入天线的设计之中模拟添加了生物相容性绝缘层，这不仅大大提高植入天线的辐射效率和功率传输，还可以有效防止金属氧化和短路效应。

国内外研究现状

1.南京理工大学光电学院赵建中等3人在对环形微带天线进行电阻加载实现天线小型化的基础上,通过对环形天线的C形开槽,实现了天线的双频带工作。他们采用基于矩量法的电磁仿真软件IE3D进行优化仿真,给出了一个双频环形微带天线的设计仿真结果,此天线适合在无线电引信系统中应用[1]。2.中国科学院吴昊等5人设计了工作在MICS频段,尺寸为10mm 10mm 1.905mm3的可植入天线。他们采用高相对介电常数材料和平面倒F结构微带天线(PIFA)结构以降低天线尺寸。经过软件HFSS仿真计算,对天线模型参数进行了优化,得到最佳的设计效果。天线在403 MHz的谐振频点上回波损耗小于–20 dB,在实现小型化的同时,保持–37 dB的天线远场增益,保证了天线工作的可靠性[2]。 3成都信息工程大学电子工程学院李荣强等3人设计了一款工作在医疗设备通信服务频段(MICS,402-405 MHz)和工业、科学和医疗频段(ISM,2.4-2.48 GHz)的新型小型化双带植入天线。通过合并一个螺旋辐射带和一个U型辐射带,天线能形成紧凑的双平面倒F(PIFA)结构。包括上下基片层的天线总体积为17mm 16mm 1.27mm。测量的低频带和高频带的–10 dB带宽分别为412-436 MHz和2.4-2.5 GHz。此外,他们还研究了天线的辐射特性及比吸收率(SAR)[3]。4.L.-C.Kuo，Y.-C.Kan，H.-R.Chuang三人提出了一种用于900/1800MHz移动手持机的矩形双频带隙环形天线。该双频天线由两根直导线组成，每一根都带有一个直角弯，一端直接激励，其余部分安装在地面。电线的两端被用一个小缝隙隔开。他们在实验中设计了两个模型，并就这两种模型之间的吸收功率和比吸收率分布的差异对手机健康危害方面的影响进行了重要性探讨[4]。5.泰国玛希隆大学公共卫生学院设计了一款可以作为无线体域网(WBAN)传感器的双频微带贴片天线(MPA)[5]。

2. 研究的基本内容

1.通过设计一个以高阻抗传输线的组合作为电感器和分布电容器的结构来模拟一个分布式LC谐振器，其谐振频率由天线尺寸以及回路和地面平面之间的分布式电容来确定，此时可以通过在回路和接地平面之间添加一个集总电容或者用铁素体填充回路内部空间来将天线小化；2.使用HFSS来设计并实现双频电耦合环形天线，然后通过调节单频段电耦合环形天线的参数使天线谐振在MICS(医疗植入通信服务)频段；3. 通过改变双频电耦合环形天线的参数使天线谐振在ISM(工业、科学和医疗)频段;4.在植入天线的设计中添加生物相容性绝缘层，这可以提高植入天线的辐射效率和功率传输，并有效防止金属氧化和短路效应。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

1.2017.10-2017.12 学习HFSS软件的基本操作和应用，并以书上多个实验为例进行仿真，以期熟练掌握和应用HFSS软件，为后面的实验设计打下基础；2.2017.12-2018.01 认真确认、审视和核查毕业设计的思路和具体安排，并进行网上填写毕业设计任务书和开题报告；3.2018.01-2018.02 利用寒假翻译所借鉴的外文文献，并在网上进行提交，然后自主进行实验仿真；4.2018.02-2018.04 着手撰写毕业论文，认真审核，多次检查，并最终定稿；

4. 参考文献

[1]赵建中,张英浩,李国华.引信双频环形微带天线的研究[j].弹箭与制导学报报,2006(01): 132-133.

[2]吴昊,郁磊,郭立泉,王计平,方强.一种新型mics频段可植入天线的设计[j].电子元件与材料, 2014,33(03):54-57.

[3]李荣强,陈倩,杜国宏.一种新型的双频带可植入天线设计[j].电子元件与材料, 2015,34(08): 90-93.