用于电流耦合型人体通信的有限元模型探究

目的:研究电流耦合型人体通信(Intra-Body Communication,IBC)的传输特性.方法:以人体通信中最常使用到的部位-人体手臂为着眼点,合理抽象并得到手臂的等效数学模型,进而使用有限元方法探究人体中电流分布机理.另外,通过给模型施加不同形式下电信号,比较分析人体的信道特性.结果:①在安全阚值内,注入人体电流大小对信号衰减影响不大;②信号衰减随着发送电极尺寸的增大而减小:③收发电极间距离愈大,信号衰减愈大;④人体通信电流主要流经肌肉层,不过随频率增大,集肤效应明显,在骨中的比例很小,足以忽略.结论:本文提出的人体手臂等效有限元模型,可以对电流耦合型人体通信的通信机理展开分析.     

电流耦合型人体通信的人体实验与衰减特性分析

目的:获取电流耦合型人体通信的人体信道衰减特性。方法:采用前期设计并验证的人体通信原理实验装置开展多名志愿者的人体实验。结果:对人体输入不同大小安全电流,产生的电位衰减近似相同;理疗电极较心电电极具有更小的信号衰减;发送电极面积越大信号衰减越小;接收电极的差异对信号检测效果影响较小;直径较粗的人体部位具有较小的信号衰减;信号衰减率随收发电极距离的增大而减小。结论:人体是安全电流激励的线性响应系统;发送电极与人体的接触阻抗越小越利于信号传输;肌肉是体内电流传输的主要路径;输入电流产生的耦合电位在发送电极附近急速衰减,约20cm后以近似稳定的电位传遍全身。