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Die kabellose Energieübertragung (WPT) ist eine vielversprechende Technologie, um den langfristigen Betrieb fortschrittlicher implantierbarer medizinischer Geräte (IMDs) zu ermöglichen. Dieser Artikel präsentiert ein hocheffizientes Nahfeld-WPT-System für drahtlos betriebene oder wiederaufladbare miniaturisierte IMDs, bestehend aus einem tragbaren Sender (Tx), einer flexiblen on-body mu-negativen (MNG) Metasurfacelplatte und einem im Körper befindlichen Empfänger (Rx). Das Rx-Element mit den Abmessungen 7,5 x 7,15 x 0,75 mm³ weist Dualband-Eigenschaften (d.h. 433 und 915 MHz) für gleichzeitigen kabellosen Empfang von Energie und Daten-Telemetrie auf. Die flexible MNG-Platte dient als tragbares Gerät, das das magnetische Feld auf den Rx fokussiert und somit die Effizienz des vorgeschlagenen WPT-Systems erhöht. Simulationen und Messungen werden durchgeführt, um die Systemleistung zu analysieren. Interessanterweise zeigte das MNG-gekoppelte WPT-System eine signifikante Verbesserung der Energieübertragungseffizienz (PTE) in verschiedenen realistischen Szenarien, einschließlich Fehlausrichtungen und variierenden Tx-Rx-Abständen. Bemerkenswerterweise wurde eine Erhöhung von etwa 17% in der PTE von 3,37% auf 20,36% bei einem Abstand von 10 mm erreicht. Darüber hinaus wird eine Analyse der drahtlosen Kommunikationsverbindung durchgeführt, um den Bereich für die Biotelemetrie zu spezifizieren. Zudem wurde ein kompaktes Rektenna-System entwickelt, das einen Gleichrichter mit einem Wirkungsgrad (PCE) von 73,7% bei 6 dBm Eingangsleistung integriert. Simulationen und Echtzeittestresultate demonstrieren die Wirksamkeit des vorgeschlagenen flexiblen metasurface-gekoppelten WPT-Systems für kompakte implantierbare biotelemetrische Geräte.
Shah et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.