提高植入式電子設備無線充電效率的技術研究

摘 要：為解決植入式電子醫療器械在無線能量傳輸（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＷＰＴ） 時效率較低的問題，根據ＰａｎｃｈａｒａｔｎａｍＢａｒｒｙ 理論設計了一種可穿戴超表面結構，利用梯度相位設計調整電磁波入射角度，使波矢量方向盡可能垂直于皮膚，從而提高體內受電單元的能量接收功率。這種超表面單元具有良好的極化轉換效率，透射幅度達到０． ８ 以上。為驗證其合理性，搭建人體局部等效模型進行系統仿真，結果表明加入超表面后系統的傳輸系數提高了５ ｄＢ，并且人體內的電場強度分布也明顯改善，植入天線工作區域的場強顯著提高，所設計結構有效改善了植入系統的能量傳輸效率（ＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｆｅｒ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＰＴＥ）。實驗結果進一步驗證了該設計的有效性，所提出的超表面結構具有柔性、高效和易集成等優點，為提高植入系統無線ＰＴＥ 提供了一種有效的解決方案。

關鍵詞：能量傳輸效率；柔性超表面；梯度相位；無線能量傳輸；植入設備

中圖分類號：ＴＮ９８ 文獻標志碼：Ａ

文章編號：１００３－３１０６（２０２４）１０－２４５３－０９