采用电场分割法的电流耦合人体通信等效电路模型

针对电流耦合人体通信信道传输特性缺少简单、快速、有效的理论分析方法,提出了一种基于电场分割的电流耦合人体通信等效电路模型。以人体手臂为对象,按轴向、径向与环向进行几何分割,再根据电导、电容定义及4阶Cole-Cole模型计算分割后各区域的等效阻抗,进而获得人体手臂的等效电路模型。利用回路电流法计算分析10 kHz~10 MHz频率下等效电路模型,结果显示人体手臂信道电压增益随频率、发送电极夹角增大呈上升趋势,而随信道长度增加呈下降趋势。最后,采用COMSOL Multiphysics建立有限元仿真模型,仿真结果表明在10 kHz~1MHz频率范围内其与等效电路计算结果误差较小,变化规律一致,有效证明了等效电路模型在低频电流耦合人体通信的适用性和正确性。