| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 38.02 MB | Adobe PDF |
Advisor(s)
Abstract(s)
With the advancement of wireless diagnostic and treatment technologies, antennas implanted inside and outside the human body are now widely used. The use of antennas on the body, along with other technologies, presents itself as an innovative method for detecting and monitoring vital signs. These antennas can be placed in direct contact with the human body or on clothing making vital signs monitoring with these methods
more comfortable and less invasive when compared to traditional methods, allowing home monitoring of elderly patients or high risk workers such as police, firefighters and military personnel. A gap was found in the literature regarding the development of a standard antenna model that can be used by anyone, regardless of their physiog nomy.
In this dissertation, a robust high bandwidth antenna was developed to operate in the ISM frequency band, namely at 2.45 GHz, capable of monitoring vital signs in any subject. In order to increase its bandwidth, parasitic patches placed on top of the radiating element were used to obtain resonances adjacent to the center frequency, thus increasing the bandwidth of the antenna. After the antenna design, the antenna was simulated, built, and the vital signs monitoring of 5 subjects with different body physiognomies was performed. The effectiveness of the chosen design was proven, being able to monitor the respiratory signal in all test subjects.
Com o avanço das tecnologias de diagnóstico e tratamento sem fios, as antenas implantadas no interior e no exterior do corpo humano são agora amplamente utilizadas. A utilização de antenas no corpo, juntamente com outras tecnologias, apresenta-se como um método inovador para a deteção e monitorização de sinais vitais. Estas antenas podem ser colocadas em contacto direto com o corpo humano ou em roupas tornando a monitorização dos sinais vitais com estes métodos mais confortável e menos invasiva quando comparado com os métodos tradicionais, permitindo a monitorização em casa de pacientes idosos ou trabalhadores de alto risco, tais como polícia, bombeiros e militares. Foi encontrada uma lacuna na bibliografia relativamente ao desenvolvimento de um modelo de antena padrão que possa ser utilizado por qualquer pessoa, independentemente da sua fisionomia. Nesta dissertação, foi desenvolvida uma antena robusta de elevada largura de banda para operar na banda de frequência ISM, nomeadamente a 2.45 GHz, capaz de monitorizar sinais vitais em qualquer sujeito. Com o propósito de aumentar a sua largura de banda, recorreu-se à utilização de patchs parasitas colocadas por cima do elemento radiante, obtendo-se assim ressonâncias adjacentes à frequência central, aumentando-se se assim a largura de banda da antena. Após o design da antena, esta foi simulada, construída e realizada a monitorização dos sinais vitais de 5 sujeitos com fisionomias corporais diferentes. Comprovou-se a eficácia do design escolhido, conseguindo-se realizar a monitorização do sinal respiratório em todos os sujeitos teste.
Com o avanço das tecnologias de diagnóstico e tratamento sem fios, as antenas implantadas no interior e no exterior do corpo humano são agora amplamente utilizadas. A utilização de antenas no corpo, juntamente com outras tecnologias, apresenta-se como um método inovador para a deteção e monitorização de sinais vitais. Estas antenas podem ser colocadas em contacto direto com o corpo humano ou em roupas tornando a monitorização dos sinais vitais com estes métodos mais confortável e menos invasiva quando comparado com os métodos tradicionais, permitindo a monitorização em casa de pacientes idosos ou trabalhadores de alto risco, tais como polícia, bombeiros e militares. Foi encontrada uma lacuna na bibliografia relativamente ao desenvolvimento de um modelo de antena padrão que possa ser utilizado por qualquer pessoa, independentemente da sua fisionomia. Nesta dissertação, foi desenvolvida uma antena robusta de elevada largura de banda para operar na banda de frequência ISM, nomeadamente a 2.45 GHz, capaz de monitorizar sinais vitais em qualquer sujeito. Com o propósito de aumentar a sua largura de banda, recorreu-se à utilização de patchs parasitas colocadas por cima do elemento radiante, obtendo-se assim ressonâncias adjacentes à frequência central, aumentando-se se assim a largura de banda da antena. Após o design da antena, esta foi simulada, construída e realizada a monitorização dos sinais vitais de 5 sujeitos com fisionomias corporais diferentes. Comprovou-se a eficácia do design escolhido, conseguindo-se realizar a monitorização do sinal respiratório em todos os sujeitos teste.
Description
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
Keywords
On-Body antenna Patch antenna High bandwidth Vital signs On-body Antena patch robusta Sinais vitais
Citation
CARDOSO, João Filipe Ferreira da Silva Tenente – Robust cardiopulmonary antenna design for any body mass index. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2022. Dissertação de Mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa