Un’antenna a tromba ellittica riempita ad alto dielettrico stampata in 3D per applicazioni di monitoraggio biomedico

Londra: stampa 3D dell’antenna a tromba a doppio incavo per il monitoraggio biomedico

I ricercatori stanno studiando i modi per ottimizzare il monitoraggio biomedico, con i loro risultati delineati in ” Un’antenna a tromba ellittica riempita ad alto dielettrico stampata in 3D per applicazioni di monitoraggio biomedico “. Alla ricerca di ulteriori impatti nel campo della scienza medica, il team della Queen Mary University di Londra ha stampato in 3D un dispositivo innovativo per il rilevamento di applicazioni con tecnologia wireless, basato su dispositivi a banda ultra larga inizialmente creati per comunicazioni wireless a corto raggio.

L’impostazione di misurazione interna basata sulla tecnica della sonda coassiale a estremità aperta, utilizzata per la caratterizzazione dei materiali dielettrici.

Creato per funzionare nel Regno Unito Communications Industries (Ofcom) e il regolamento Federal Communications Commission (FCC) degli UWB, è stato scoperto che il nuovo dispositivo offre una profondità adatta alla penetrazione nella scansione di pelle, muscoli e grasso, con segnali in grado di rilevare gli spessori degli strati . Le tecnologie a banda larga vengono spesso utilizzate per comunicazioni a corto raggio a causa di:

Bassa potenza
Velocità dati elevate
Immunità multipath
Gamma e comunicazione simultanee
Mentre questo tipo di antenna non è nuovo, l’uso della stampa 3D è nuovo. Il corno a doppia cresta è stato un argomento di ricerca nel corso degli anni per i ricercatori a causa dei vantaggi, portando a una risposta più efficace alla precisione del raffinamento nella scansione biomedica. E mentre la stampa 3D può offrire una maggiore convenienza in molti casi, qui il team di ricerca era preoccupato per la fabbricazione proibitiva in termini di costi, quindi hanno confrontato i materiali, stabilendo infine la stampa 3D interna con l’ABS.

La forma della tromba consente un migliore funzionamento complessivo e l’elevato materiale dielettrico consente un design miniaturizzato che riduce anche la riflessione ed è sia facile che economico da realizzare. Con un’estensione, gli scienziati sono stati in grado di espandersi sull’antenna e prevenire problemi di sovrapposizione del segnale.

Antenna EDRH estesa modellata con le etichette strutturali e le dimensioni per la sezione estesa.

“L’approccio ottimale è estendere l’apertura esterna dell’antenna e definire la lunghezza dell’apertura esterna dell’antenna, in modo che l’area del tessuto di scansione possa essere posizionata nella regione del campo lontano”, hanno affermato i ricercatori. “Ciò ha aggiunto maggiore complessità alla fabbricazione e alla realizzazione del dispositivo con un aumento dei costi, ma d’altra parte, lo ha reso più stabile nel suo funzionamento e privo di segnali di disturbo e rumore distruttivi.”

Il team ha utilizzato la stampante 3D Stratasys Objet30 Prime per creare il proprio prototipo, finendolo con un polietilene Vero trasparente, affermando che hardware e materiali non solo offrivano alta risoluzione, precisione e conducibilità, ma anche convenienza nella fabbricazione.

Anche le misurazioni sono state ritenute accurate, in quanto hanno affrontato le preoccupazioni relative alle influenze individuali e di altro tipo come le aree di scansione e la struttura del livello, ma hanno concluso che dovrebbe esserci una varianza molto piccola tra “permittività e spessore”. Se si è notato un impatto sui risultati, i ricercatori hanno spiegato che è possibile adottare ulteriori misure di calibrazione con una sonda aperta, con il software che produce i risultati.

“Questo design incorpora l’estensione per localizzare l’antenna nella regione del campo lontano dell’area di scansione, in modo che le onde piane penetrino più direttamente nel corpo. Inoltre, l’antenna può funzionare alla banda di frequenza inferiore del bilanciamento del bianco per mostrare una migliore profondità di penetrazione e adattamento dell’impedenza usando la miscela per l’applicazione biomedica, il cui obiettivo principale del sistema è il monitoraggio molto profondo all’interno del corpo “, hanno concluso i ricercatori la fine del loro studio.