人体通信中发送端接触阻抗的实验研究

本研究着眼于电流耦合型人体通信方式,抽象并简化人体前臂的发送端等效电路模型。通过施加交变方波电流激励,测量使用不同尺寸电极时的模型参数,并比较不同频率下接收端的信号衰减率。结果表明人体前臂的信号衰减率随接触阻抗的增大而增大。在小腿处的测量也得到类似的结果。所以,在人体通信过程中应尽可能减小发送端“电极一皮肤”的接触阻抗,可提高通信质量。     

微弱电流耦合信号在人体上臂传输的建模与分析

背景：基于人体组织的导电特性,研究微弱电流耦合信号在人体内的传输特性,对实现植入式医疗仪器的人体充电和通信具有重要意义。 目的：分析微弱电流耦合信号在人体上臂的分布及衰减情况。 方法：将人体上臂抽象成由皮肤、脂肪、肌肉、骨骼4层组织构成的同心圆柱体,采用有限元方法建立微弱电流耦合信号在上臂传输的准静态场模型,分析了多种情况下模型中电流密度的分布,并将体表电位的衰减率与仿真结果进行比较。 结果与结论：仿真结果表明肌肉层是人体内耦合电流传导的主要路径,皮肤层中的电流随频率提高而增大;人体内的传导电流远大于位移电流,但随频率的提高,位移电流逐步增大,传导电流减小;皮肤干湿程度对肌肉层中总电流密度大小有一定影响,湿皮肤时肌肉层中总的电流密度大于干皮肤时的情况;耦合电流的体表电位具有较大衰减,随频率提高成一定的高通特性,且是否考虑人体组织电容效应对建模的准确性具有显著影响;人体实验与仿真实验结果具有较好的一致性。     

微弱电流耦合信号在人体上臂传输的建模与分析

背景:基于人体组织的导电特性,研究微弱电流耦合信号在人体内的传输特性,对实现植入式医疗仪器的人体充电和通信具有重要意义。目的:分析微弱电流耦合信号在人体上臂的分布及衰减情况。方法:将人体上臂抽象成由皮肤、脂肪、肌肉、骨骼4层组织构成的同心圆柱体,采用有限元方法建立微弱电流耦合信号在上臂传输的准静态场模型,分析了多种情况下模型中电流密度的分布,并将体表电位的衰减率与仿真结果进行比较。结果与结论:仿真结果表明肌肉层是人体内耦合电流传导的主要路径,皮肤层中的电流随频率提高而增大;人体内的传导电流远大于位移电流,但随频率的提高,位移电流逐步增大,传导电流减小;皮肤干湿程度对肌肉层中总电流密度大小有一定影响,湿皮肤时肌肉层中总的电流密度大于干皮肤时的情况;耦合电流的体表电位具有较大衰减,随频率提高成一定的高通特性,且是否考虑人体组织电容效应对建模的准确性具有显著影响;人体实验与仿真实验结果具有较好的一致性。     

准静态近似条件下电流耦合型人体通信模型的建立与验证

目的 建立准静态近似条件下电流耦合型人体通信的电磁理论模型,并验证模型的正确性.方法 以人体前手臂为研究对象,讨论人体组织在电流耦合型人体通信过程中满足准静态近似的条件,并由麦克斯韦方程推导出电磁模型的解析解;进而选用圆柱形火腿肠作为实验模拟对象,验证模型的正确性.结果 构建了准静态近似条件下人体通信的电磁模型,模型计算值与试验测值间偏差不超过10%;描绘出人体模型在贴附有环形电极的情况下,直径切面的电位分布及衰减情况.结论 得到了电流耦合型人体通信在满足准静态近似条件下的电磁理论模型,为人体通信技术提供了初步的理论依据.     

基于FPGA的人体通信中位同步提取电路的设计

根据人体信道特点,以FPGA为平台设计了一种适用于电流耦合型人体通信的全数字锁相位同步提取电路.仿真和测试的结果表明,该电路具有较好的相位跟踪性能,可以达到锁定时间短、相位抖动小、锁相精度高的结果,为讨论人体通信系统的实现与传输方式提供了有效保证.