Naslov Textile Antennas for Body-Centric Communication Systems
Naslov (hrvatski) Tekstilne antene za komunikacijske sustave na ljudskom tijelu
Autor Branimir Ivšić
Mentor Davor Bonefačić (mentor)
Član povjerenstva Davor Bonefačić (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Fakultet elektrotehnike i računarstva (Zavod za komunikacijske i svemirske tehnologije) Zagreb
Datum i država obrane 2013-08-26, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana TEHNIČKE ZNANOSTI Elektrotehnika
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 621.3 - Elektrotehnika
Sažetak The development of personal body-centric communication systems is an important part of the new generation of wireless communication systems, and one of the recent challenges of communication science and technology. An inevitable part of any such system are antennas, which are required to ensure the wireless transfer of the signal, either within or outside the body, depending on the application. This doctoral thesis deals with the design of small wearable antennas and studying their performance in the body-centric environment by focusing on the specific characteristics of such an environment compared to free space. Several antenna prototypes were realized, and their performance was tested on the body of a human volunteer, as well as on a liquid muscle-equivalent phantom. The influence of bending and moisture in the textile substrate was researched. It was found that bending in the E-plane and low moisture content have a significant influence on the antenna characteristics. The body-centric environment is modelled analytically by calculating Green’s function in the spectral domain for a circular cylinder, and modelling the propagation around the torso using creeping waves. In the next stage, conductive threads and yarns were researched and utilized to make the conductive part of the antenna. A conductive mesh embroidered into some conventional fabric was found to be a simple method enabling both the desired conductivity, and the adequate properties of clothes to be retained. The use of a metallic button was found to be suitable for feeding, both from the aesthetical and functional points of view. Based on those findings, a general strategy for the realization of wearable antennas is proposed, and a full-textile prototype PIFA antenna has been designed, and shown to operate properly.
Sažetak (hrvatski) Razvoj osobnih komunikacijskih sustava na ljudskom tijelu dio je nove generacije radijskih komunikacijskih sustava te je jedan od suvremenih izazova komunikacijske znanosti i tehnologije. Sastavni dio takvih sustava su antene koje moraju osigurati radijski prijenos signala izvan i unutar tijela, ovisno o primjeni. U sklopu doktorske disertacije projektirane su male antene prikladne za nošenje na odjeći dok su njihove karakteristike istražene u okruženju ljudskog tijela te uspoređene s onima u slobodnom prostoru. Više prototipova antena ispitano je na dobrovoljcu te na tekućini električnih svojstava sličnih ljudskim mišićima. Utjecaj savijanja antene te vlage u tekstilnom supstratu također je istražen te je pokazano kako savijanje u E-ravnini i male količine vlage imaju znatan utjecaj na parametre antene. Okruženje ljudskoga tijela modelirano je i analitički proračunom Greenove funkcije u spektralnoj domeni i modeliranjem propagacije oko ljudskog torza pomoću tzv. puzajućih valova. U nastavku je istraživana upotreba vodljivih tekstilnih vlakana kojima bi se izradili vodljivi dijelovi antene. Pokazalo se kako je tekstilna mreža ušivena u neku postojeću tkaninu jednostavan postupak kojim je moguće ostvariti ravnotežu između željene vodljivosti i dobrih svojstava same odjeće. Nadalje, pokazano je kako je uporaba metalnog gumba za napajanje antene dobar kompromis s estetskog i funkcionalnog gledišta. Na temelju istraživanja prikazane su opće smjernice za izradu tekstilnih antena te je u skladu s njima izrađen i karakteriziran prototip potpune tekstilne antene tipa PIFA. Pokazalo se kako je izrađena antena funkcionalna.
Ključne riječi
body-centric communications
wearable textile antennas
conductive textiles
creeping waves
on-body propagation
off-body propagation
human body phantoms
PIFA antenna
influence of antenna bending
influence of moisture in textile substrate
Ključne riječi (hrvatski)
komunikacije u prisutnosti ljudskog tijela
tekstilne antene
vodljivi tekstili
puzajući valovi
propagacija duž ljudskog tijela
propagacija izvan ljudskog tijela
modeli ljudskog tijela
PIFA antena
utjecaj savijanja na antenu
utjecaj vlage u tekstilnom supstratu
Jezik engleski
URN:NBN urn:nbn:hr:168:043174
Projekt Šifra: 036-0361566-1573 Naziv: Višefunkcijske antene u komunikacijskim i radarskim sustavima Voditelj: Juraj Bartolić Pravna nadležnost: Hrvatska Financijer: MZOS Linija financiranja: ZP
Studijski program Naziv: Elektrotehnika Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski znanstveni (doktorski) Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, po-dručje tehničkih znanosti (dr. sc.)
URL zapisa u katalogu http://lib.fer.hr/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=41349
Vrsta resursa Tekst
Opseg 241 str. ; 30 cm
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Zatvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2020-01-16 09:14:39