[发明专利]一种基于人体的天线系统设计方法

摘要

本发明具体涉及一种基于人体的天线系统设计方法，属于人体通信技术领域。该方法将人体作为天线工作于≤50MHz低频频段，用来进行信号发射和接收。当人体天线作为发射天线时主要由信号发射模块、阻抗匹配模块、可穿戴电极、人体等构成；当人体天线作为接收天线时主要由人体、可穿戴电极、阻抗匹配模块、信号接收模块等部分构成。对比现有技术，本发明解决了低频天线尺寸大的问题，并具有抗干扰、保密性强、便携性和小型化的优点。

主权项

一种基于人体的天线系统设计方法，其特征在于：所提出的基于人体的天线系统同时具有信号发射和信号接收两个功能。当作为发射天线时，人体天线主要由信号发射模块、阻抗匹配模块、可穿戴电极和人体等构成；当作为接收天线时，人体天线主要由人体、可穿戴电极、阻抗匹配模块和信号接收模块等部分构成。(1)发射天线：当作为发射天线时，人体天线主要由信号发射模块、阻抗匹配模块、可穿戴电极和人体等构成。所述信号发射模块包括：信号源电路、信号调制电路和功率放大电路。其中，信号源电路产生信号如音频信号，视频信号以及其他有用信号并且将此信号进行预处理；信号调制电路是将信号源处理之后的基带信号调制于载波(≤50MHz)上；功率放大电路用于提高信号的功率。由于人体天线的输入阻抗和信号发射模块的输出阻抗不匹配会造成天线辐射效率低，因此通过计算和测量得到人体输入阻抗的Smith圆图，在此基础上设计出阻抗匹配电路与信号发射模块输出阻抗匹配，用于增加人体天线的辐射效率。所述阻抗匹配模块包括：阻抗Z1、Z2。所述可穿戴电极，材料为金属铜薄膜，包括：横向贴附在人体脚踝处一定宽度的金属薄膜环和竖向贴附在人体腿部一定宽度的金属薄膜条。两者共同构成T型金属薄膜电极，以增加天线的辐射效率。(2)接收天线：当作为接收天线时，人体天线主要由人体、可穿戴电极、阻抗匹配模块和信号接收模块等部分构成。由于天线的互易原理，当人体天线作为接收天线时的电极与上述当人体天线作为发射天线时的电极相同。因此，所述可穿戴电极同为横向贴附在人体脚踝的金属薄膜环和竖向贴附在人体腿部的金属薄膜条。所述阻抗匹配模块，与上述发射天线中的阻抗匹配模块相同，由阻抗Z1、Z2构成。所述信号接收模块，包括：第一、二级信号放大电路、滤波电路、信号解调电路、第三级信号放大电路以及储存和显示接收信号的电路。