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저자정보
Usman Ali (University of Engineering & Technology) Sadiq Ullah (University of Engineering & Technology) Jalal Khan (University of Engineering & Technology) Muhammad Shafi (Islamic University Madinah) Babar Kamal (University of Engineering & Technology) Abdul Basir (University of Engineering & Technology) James A Flint (Loughborough University) Rob D. Seager (Loughborough University)
저널정보
대한전기학회 Journal of Electrical Engineering & Technology Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.12 No.1
발행연도
2017.1
수록면
317 - 328 (12page)

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This paper presents design and specific absorption rate analysis of a 2.4 GHz wearable patch antenna on a conventional and electromagnetic bandgap (EBG) ground planes, under normal and bent conditions. Wearable materials are used in the design of the antenna and EBG surfaces. A woven fabric (Zelt) is used as a conductive material and a 3 mm thicker Wash Cotton is used as a substrate. The dielectric constant and tangent loss of the substrate are 1.51 and 0.02 respectively. The volume of the proposed antenna is 113×96.4×3 ㎣. The metamaterial surface is used as a high impedance surface which shields the body from the hazards of electromagnetic radiations to reduce the Specific Absorption Rate (SAR). For on-body analysis a three layer model (containing skin, fats and muscles) of human arm is used. Antenna employing the EBG ground plane gives safe value of SAR (i.e. 1.77W/kg<2W/kg), when worn on human arm. This value is obtained using the safe limit of 2 W/kg, averaged over 10g of tissue, specified by the International Commission of Non Ionization Radiation Protection (ICNIRP). The SAR is reduced by 83.82 % as compare to the conventional antenna (8.16 W/kg>2W/kg). The efficiency of the EBG based antenna is improved from 52 to 74 %, relative to the conventional counterpart. The proposed antenna can be used in wearable electronics and smart clothing.
#Wearable #Metamaterial #Specific absorption rate #Electromagnetic bandgap

목차

Abstract
1. Introduction
2. Conventional Patch Antenna Worn on Flat Section of Human Body
3. Wearable Antenna with Metamaterial Surface
4. Human Phantom Modeling and Bending of Antenna
5. Specific Absorption Rate (SAR) Analysis
6. Conclusion
References

참고문헌 (24)

참고문헌 신청
P. S. Hall, and Y. Hao, “Antennas and propagation for body centric communications,” 2006 First European Conference (EuCAP) on Antennas and Propagation, pp. 1-7, DOI 10.1109/EUCAP.2006.4584864 A. S. M. Alqadami, and M. F. Jamlos, “Design and development of a flexible and elastic UWB wearable antenna on PDMS substrate,” 2014 In Asia-Pacific Conference on Applied Electromagnetics (APACE), pp. 27-30, DOI 10.1109/APACE.2014.7043799 S. Gao, S. Xiao, D. Jin, and B. Z. Wang, “Wideband antenna for ultra-wideband (UWB) body-centric wireless communications,” 2010 In International Conference on Ultra-Wideband (ICUWB), Vol. 1, pp. 1-4, DOI 10.1109/ICUWB.2010.5614291 I. Locher, M. Klemm, T. Kirstein, and G. Troster, “Design and characterization of purely textile patch antennas,” IEEE Trans. on Advanced Packaging., Vol. 29, no. 4, pp.777-788, Nov.2006. R. Bharadwaj, S. Swaisaenyakorn, C. Parini, J. Batchelor, and A. Alomainy, “Motion tracking of a human subject in healthcare applications using compact ultra wideband antennas,” 2014 Fourth International Conference on Wireless Mobile Communication and Healthcare (Mobihealth), pp. 199- 202, DOI 10.1109/MOBIHEALTH.2014.7015945

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