一款应用于脑活动探测的宽带天线系统设计

为利用微波传输法对大脑活动进行探测,提出了一款应用于大脑活动探测的宽带天线.该天线单元为微带单极子天线,由开槽矩形宽缝、三角形贴片极子和反射板构成,采用微带线馈电,直接与人体头组织介质匹配,经过仿真优化,该天线-10dB回波损耗带宽覆盖了工作频率范围2.3~8GHz.并仿真分析了大脑内的电磁能量传输特性及电场分布,结果显示介质匹配天线相比普通天线在头颅内具有更好的穿透能力,在大脑皮层和深部脑区仍存在较强的电场强度.最后对此宽带天线进行了加工测试,实测数据与仿真结果基本吻合.该天线单元尺寸小、结构简单、易加工,能够很好地满足微波传输法探测大脑活动技术中头部共形天线阵列的设计要求.

脑神经活动微波探测的模拟实验及安全性分析

为利用微波对大脑神经活动进行探测,对脑神经活动微波探测的模拟实验及安全性分析进行了研究。基于微波传输法的脑神经活动探测机理,在三维人体组织医学电磁仿真软件Sim4life中,结合高精度人头模型,分析了大脑灰质介电常数的变化对传输系数的影响。并配制了与头部组织电参数相近的模拟组织,使用介质匹配天线与模拟组织搭建脑神经活动微波探测的模拟实验平台,在植入不同介电常数的模拟组织样本的情况下,测量传输系数的变化。仿真和模拟实验结果表明,传输系数相位的变化量会随灰质介电常数变化量的增加而增加。因此,传输系数的相位可作为脑神经活动微波探测的表征。另外,根据安全性分析给出了探测天线发射功率的限值。