ПРОХОЖДЕНИЕ МИКРОВОЛНОВЫХ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ХАОТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ РАСТВОР, ИМИТИРУЮЩИЙ СРЕДУ ВНУТРИ ТЕЛ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

В работе рассматривается вопрос распространения сверхширокополосных хаотических сигналов через среду внутри живых организмов. Данный вопрос приобретает свою актуальность в связи с развитием различных беспроводных медицинских датчиков, собирающих информацию о физиологических параметрах, в том числе малогабаритных искусственных источников радиосвета, которые могут быть эффективно применены для решения задач, например, диагностики заболеваний. Предварительно необходимо исследовать условия распространения сигнала и их влияние на работу различных систем передачи информации. В данной работе впервые проводятся эксперименты по исследованию затухания радиосигнала внутри живых организмов для сверхширокополосных хаотических сигналов, генерируемых непосредственно в полосе частот 3–5 GHz. В качестве источника и приёмника сигнала использовались сверхширокополосные прямохаотические приёмопередающие модули. При экспериментальном исследовании скорости затухания сигнала в качестве модельного объекта использовалась кювета с раствором сахара, имитирующая электродинамические параметры среды живого организма. Для оценки затухания измерялись значения амплитуды сигнала на выходе логарифмического детектора приёмника. Эксперименты проводились для случаев, когда кювета была пуста, наполнена сахарным раствором, а также для нескольких вариантов изоляции антенн приёмопередатчиков от попадания на них жидкости. В результате экспериментов были получены зависимости уровня затухания сигнала от расстояния между приёмной и передающей антеннами для вышеупомянутых случаев, которые затем были использованы для вычисления значения показателя затухания сигнала в среде. Исходя из значений излучаемой мощности сигнала и чувствительности приёмника, была оценена максимальная дальность передачи между приёмником и передатчиком в живом организме, на основе чего были оценены возможности использования сверхширокополосных хаотических сигналов этого диапазона частот для передачи данных внутри живых организмов.

DOI: 10.18500/0869-6632-2017-25-4-23–32

Образец цитирования: Рыжов А.И., Попов М.Г. Прохождение микроволновых сверхширокополосных хаотических сигналов через раствор, имитирующий среду внутри тел млекопитающих // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2017. Т. 25, No 4. C. 23–32.

Литература

1. Дмитриев А.С., Ефремова Е.В. Источники радиоосвещения на основе сверхширокополосных микрогенераторов хаотических колебаний // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, No 24. С. 49–57.
2. Thotahewa K., Redoute J.-M., Yuce M.R. A UWB wireless capsule endoscopy device // Proc. 36th Annual Int. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC). Chicago. IL. 2014. Pp. 6977–6980.
3. Рыжов А.И., Попов М.Г. Распространение сверхширокополосных хаотических радиоимпульсов около поверхности и от внутренних органов к поверхности тела человека // Труды 26-й межд. Крымской конф. СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Севастополь, Россия, 4–10 сентября 2016. C. 1811–1817.

4. Khaleghi A., Chavez-Santiago R., Balasingham I.  ́ Ultra-wideband statistical propagation channel model for implant sensors in the human chest // IET Microwaves, Antennas & Propagation. 2011. Vol. 5, Iss. 15. Pp. 1805–1812.
5. Chavez-Santiago R., Sayrafian-Por K., Khaleghi A., Takizawa K. et al. Propagation models for IEEE 802.15.6 standardization of implant communication in body area networks // IEEE Communications Magazine. 2013. Vol.51, Iss. 4. Pp. 80–87.
6. Yamamoto H., Zhou J., and Kobayashi T. Ultra wideband electromagnetic phantoms for antennas and propagation studies // IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences. 2008. Vol. E91-A, Iss. 11. Pp. 3173–3182.
7. Дмитриев А.С., Герасимов М.Ю., Ицков В.В., Лазарев В.А., Попов М.Г., Рыжов А.И. Активные беспроводные сверхширокополосные сети на основе хаотических радиоимпульсов // Радиотехника и электроника. 2017. Т. 62, No 4. C. 354–363.
8. Chavez-Santiago R., Garcia-Pardo C., Fornes-Leal A., Vall  ́ es-Lluch A. et al  ́ . Ultra wideband propagation for future in-body sensor networks // Proc. IEEE 25th Intl. Symp. on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC). Washington. DC. 2–5 Sept., 2014. Pp. 2160–2163.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF):