Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον σχεδιασμό μιας ηλεκτρικά μικρής κεραίας, η οποία θα μπορεί να ενσωματωθεί σε μία ιατρικά εμφυτεύσιμη διάταξη, μέσω της οποίας θα είναι δυνατή η καταγραφή των φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος. Επίσης, στη διπλωματική αυτή μελετάται ο σχεδιασμός ενός...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2017
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/10058 |
| id |
nemertes-10889-10058 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Κεραίες Ασύρματη φόρτιση Σμίκρυνση Ανόρθωση Antennas Wireless charging Miniaturization Rectifying 621.384 83 |
| spellingShingle |
Κεραίες Ασύρματη φόρτιση Σμίκρυνση Ανόρθωση Antennas Wireless charging Miniaturization Rectifying 621.384 83 Παλαιολόγος, Μιχάλης Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| description |
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον σχεδιασμό μιας ηλεκτρικά μικρής κεραίας, η οποία θα μπορεί να ενσωματωθεί σε μία ιατρικά εμφυτεύσιμη διάταξη, μέσω της οποίας θα είναι δυνατή η καταγραφή των φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος. Επίσης, στη διπλωματική αυτή μελετάται ο σχεδιασμός ενός κυκλώματος ανόρθωσης, το οποίο θα μετατρέπει την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που λαμβάνει η κεραία σε ενέργεια συνεχούς ρεύματος και τάσης, η οποία θα αποτελεί την τροφοδοσία του ολοκληρωμένου κυκλώματος της εμφυτεύσιμης διάταξης.
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σχεδίαση μίας μικροσκοπικής επίπεδης κεραίας ανεστραμμένου F (PIFA, Planar Inverted F-Antenna) στο εμπορικό λογισμικό HFSS της εταιρείας Ansys, η οποία, με τη βοήθεια κάποιων τεχνικών που θα εφαρμόσουμε, θα λειτουργεί σε δύο διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων. Στη ζώνη MedRadio (Medical Device Radiocommunications Service, 401-406 MHz) θα γίνεται η αποστολή και η λήψη όλων των απαραίτητων ιατρικών δεδομένων, ενώ στη ζώνη ISM (Industrial, Scientific, Medical, 902.8-928 MHz) θα γίνεται η λήψη της απαιτούμενης ενέργειας για την τροφοδοσία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Ο σχεδιασμός και η προσομοίωση της κεραίας πραγματοποιήθηκαν εντός ενός κυλινδρικού μοντέλου προσομοίωσης βιολογικού ιστού τριών επιπέδων, το οποίο αναπαριστά τον ανθρώπινο βραχίονα. Πραγματοποιήθηκε, επίσης, μία παραμετρική μελέτη των σχεδιαστικών παραμέτρων της κεραίας για να εκτιμηθούν οι επιπτώσεις τυχόν μικρών κατασκευαστικών αστοχιών στην απόδοσή της. Στη συνέχεια, ακολούθησε η σχεδίαση του κατάλληλου κυκλώματος ανόρθωσης, μέσω του εμπορικού λογισμικού ADS της εταιρείας Keysight Technologies, το οποίο επιδιώκουμε να επιτυγχάνει υψηλή ενεργειακή αποδοτικότητα και υψηλή τιμή τάσης εξόδου. Στο τελευταίο στάδιο της εργασίας αυτής, πραγματοποιείται η υλοποίηση και η προσομοίωση του κυκλώματος αυτού με γραμμές μικροταινίας, προκειμένου να διαθέτουμε μία πιο ρεαλιστική υλοποίηση αυτού. |
| author2 |
Κουλουρίδης, Σταύρος |
| author_facet |
Κουλουρίδης, Σταύρος Παλαιολόγος, Μιχάλης |
| format |
Thesis |
| author |
Παλαιολόγος, Μιχάλης |
| author_sort |
Παλαιολόγος, Μιχάλης |
| title |
Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| title_short |
Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| title_full |
Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| title_fullStr |
Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| title_full_unstemmed |
Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| title_sort |
σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος |
| publishDate |
2017 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/10058 |
| work_keys_str_mv |
AT palaiologosmichalēs schediasēkaismikrynsēemphyteusimēskeraiasstosōmagiatēnkatagraphēphysiologikōnleitourgiōntousōmatos AT palaiologosmichalēs designandminiaturizationofimplantableantennainsidethehumanbodyforrecordingphysiologicalfunctionsofthebody |
| _version_ |
1771297125138694144 |
| spelling |
nemertes-10889-100582022-09-05T05:00:06Z Σχεδίαση και σμίκρυνση εμφυτεύσιμης κεραίας στο σώμα για την καταγραφή φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος Design and miniaturization of implantable antenna inside the human body for recording physiological functions of the body Παλαιολόγος, Μιχάλης Κουλουρίδης, Σταύρος Κωτσόπουλος, Σταύρος Paleologos, Michael Κεραίες Ασύρματη φόρτιση Σμίκρυνση Ανόρθωση Antennas Wireless charging Miniaturization Rectifying 621.384 83 Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τον σχεδιασμό μιας ηλεκτρικά μικρής κεραίας, η οποία θα μπορεί να ενσωματωθεί σε μία ιατρικά εμφυτεύσιμη διάταξη, μέσω της οποίας θα είναι δυνατή η καταγραφή των φυσιολογικών λειτουργιών του σώματος. Επίσης, στη διπλωματική αυτή μελετάται ο σχεδιασμός ενός κυκλώματος ανόρθωσης, το οποίο θα μετατρέπει την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια που λαμβάνει η κεραία σε ενέργεια συνεχούς ρεύματος και τάσης, η οποία θα αποτελεί την τροφοδοσία του ολοκληρωμένου κυκλώματος της εμφυτεύσιμης διάταξης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σχεδίαση μίας μικροσκοπικής επίπεδης κεραίας ανεστραμμένου F (PIFA, Planar Inverted F-Antenna) στο εμπορικό λογισμικό HFSS της εταιρείας Ansys, η οποία, με τη βοήθεια κάποιων τεχνικών που θα εφαρμόσουμε, θα λειτουργεί σε δύο διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων. Στη ζώνη MedRadio (Medical Device Radiocommunications Service, 401-406 MHz) θα γίνεται η αποστολή και η λήψη όλων των απαραίτητων ιατρικών δεδομένων, ενώ στη ζώνη ISM (Industrial, Scientific, Medical, 902.8-928 MHz) θα γίνεται η λήψη της απαιτούμενης ενέργειας για την τροφοδοσία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Ο σχεδιασμός και η προσομοίωση της κεραίας πραγματοποιήθηκαν εντός ενός κυλινδρικού μοντέλου προσομοίωσης βιολογικού ιστού τριών επιπέδων, το οποίο αναπαριστά τον ανθρώπινο βραχίονα. Πραγματοποιήθηκε, επίσης, μία παραμετρική μελέτη των σχεδιαστικών παραμέτρων της κεραίας για να εκτιμηθούν οι επιπτώσεις τυχόν μικρών κατασκευαστικών αστοχιών στην απόδοσή της. Στη συνέχεια, ακολούθησε η σχεδίαση του κατάλληλου κυκλώματος ανόρθωσης, μέσω του εμπορικού λογισμικού ADS της εταιρείας Keysight Technologies, το οποίο επιδιώκουμε να επιτυγχάνει υψηλή ενεργειακή αποδοτικότητα και υψηλή τιμή τάσης εξόδου. Στο τελευταίο στάδιο της εργασίας αυτής, πραγματοποιείται η υλοποίηση και η προσομοίωση του κυκλώματος αυτού με γραμμές μικροταινίας, προκειμένου να διαθέτουμε μία πιο ρεαλιστική υλοποίηση αυτού. In this thesis we deal with designing an electrically small antenna that can be incorporated in an implantable medical device for recording the physiological functions of the body. The design of a rectifier circuit that converts the RF energy received by the antenna to DC power, is also studied. The rectifier feeds the integrated circuit of the implantable device. The purpose of this work is to design a miniature PIFA (Planar Inverted F-Antenna) in the design environment of commercial software HFSS by Ansys. The PIFA will be operating in two different frequency bands. In MedRadio zone (Medical Device Radiocommunications Service, 401-406 MHz), the antenna will be sending and receiving all necessary medical data, while in the ISM band (Industrial, Scientific, Medical, 902.8-928 MHz) the required energy to power the integrated circuit will be obtained. The design and simulation of the antenna is performed in a cylindrical model which simulates three levels of biological tissue and representing the human arm. Also, a parametric study of the design parameters of the antenna is carried out to assess the impact of any small fabrication variations to performance. Then, the design of the appropriate rectifier circuit via the commercial software ADS (Keysight) follows. The rectifier is expected to achieve high energy efficiency and high output voltage. In the final stage of this work, the implementation and simulation of the circuit with microstrip lines is carried out. Thus, a more realistic implementation and discrepancies reduction will be achieved when the circuit will be fabricated. 2017-02-10T10:13:59Z 2017-02-10T10:13:59Z 2016-08-29 Thesis http://hdl.handle.net/10889/10058 gr 0 application/pdf |
