多路复合可摄入天线用于胃肠道生物感测的适用性
系统与控制
2024-07-08 v1 系统与控制
应用物理
摘要
可摄入传感器设备日益增多地用于内部健康监测，依赖天线执行感测功能并与外部设备进行通信。尽管已开发出各种可摄入天线，但尚无对其作为生物传感器性能的全面比较。本文通过考察三种常见可摄入天线——偶极子、贴片和环形天线——作为生物传感器用于基于其电磁属性区分胃肠道组织（胃、小肠和大肠）的适用性来填补这一空白。本文研究的天线符合于生物相容性聚乳酸胶囊的内表面，胶囊壁厚度可变，并工作于 433 MHz 工业、科学和医疗频段。该比较在胃肠道组织中进行，考察若干天线参数：1) 感测能力：选取反射系数相位变化作为感测参数。2) 鲁棒性：在所有组织中匹配 (|S11| < -10 dB) 的频率区间 (f_i) 以及不同组织中中心频率 (f_c) 的最大变化。3) 辐射性能：考察天线的增益和辐射效率。此外，报告了壁厚度对 434 MHz 增益和辐射效率的影响。还与理论上可实现的效率进行了比较。这些全面数据为在设计用于可摄入应用的多路复合生物传感器天线时作出工程决策提供了宝贵信息。
引用
@article{arxiv.2407.04566,
title = {Suitability of Common Ingestible Antennas for Multiplexed Gastrointestinal Biosensing},
author = {Erdem Cil and Icaro V. Soares and Domitille Schanne and Ronan Sauleau and Denys Nikolayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.04566},
year = {2024}
}