New-Tech Magazine | April 2017

שעון המותקן על גליל המדמה את היד .2 איור

אנטנה המותקנת בשעון .1 איור

«

«

)b(

)a(

«

עקום הקרינה של האנטנה .4 איור 70mm X 70mm ) גודל משטח אדמה a( 100mm X 40mm ) גודל משטח אדמה b(

«

PIFA אנטנת .3 איור

של דבר כדאי גם לבצע סימולציה של השעון המותקן על היד בנוכחות כל גוף האדם, מפני שהוא מהווה הסתרה לגל אלקטרומגנטי. מומלץ גם לבדוק את הביצועים של עקום הקרינה ומקדם ההחזרה של האנטנה במספר מצבים של היד (יד צמודה לגוף, יד למעלה, וכו'). יכול להיות מצב, שכאשר השעון יהיה צמוד לגוף האדם, מקדם החזרה של האנטנה מאוד יתקלקל, ולכן כדאי לקחת זאת בחשבון כאשר מתכננים את האנטנה. חשוב גם להדגיש כי ישנן אנטנות מסחריות שרגישות לגודל של משטח האדמה. באיור ניתן לראות אחת האנטנות השימושיות 3 .) Planar Inverted F Antenna ( PIFA מסוג מציג עקום קרינה של האנטנה 4 איור עבור משטחי אדמה בגודל dBi (שבח) ב- ניתן לראות שהעקום . 2.4 GHz שונה בתדר הקרינה של האנטנה משתנה כאשר הגודל של משטח האדמה משתנה. מתאר את מקדם ההחזרה של 5 איור

בנוסף להשפעה של הפלסטיק, ישנה השפעה של גופים מוליכים (לדוגמא הסוללה). במקרה כאשר האנטנה קרובה לסוללה, בדרך כלל מקדם החזרה מתקלקל, נצילות האנטנה יורדת וגם עקום הקרינה משתנה. לכן כדאי להשתמש בתוכנות סימולציה, על מנת מראש לתכנן את האנטנות בצורה הטובה ביותר. בהמשך, נראה מספר אנטנות המותקנות בהתקנים שונים. כל הסימולציות בוצעו ע"י שימוש בתוכנה במישור התדר, בשיטת ANSYS HFSS .) Finite Element Method ( FEM חישוב ניתן לראות את האנטנה המותקנת 1 באיר את השעון 2 בתוך שעון חכם ובאיור המותקן על גליל המדמה את היד . 2.4 GHz תחום תדרי העבודה הינו - IFA . האנטנה המוצעת הינה מסוג 2.5 GHz ). בקירוב הראשון, Inverted F Antenna ( כדאי לתכון את האנטנה, כאשר השעון לא כולל יותר מדי פריטים על מנת לחסוך בזמני הסימולציה. חשוב להדגיש, שבסופו

האנטנה עבור שני גדלים של משטחי אדמה. , מקדם ההחזרה 5 כפי שניתן לראות מאיור גם תלוי בגודל של משטח האדמה. כמובן כאשר מתכננים אנטנה בתוך גוף האדם, מאוד מומלץ להשתמש בכלי הסימולציה ובמודל גוף האדם המדויק. בעבודה הזאת השתמשנו במודל גוף האדם ). כל Human Body Model ( ANSYS HBM איבר במודל מאופיין על ידי מקדם דיאלקטרי ומוליכות כפונקציה של התדר. ישנם מודלים שונים, עם מספר איברים שונה, מודלים עבור גבר ואישה וכו'. היתרונות הנוספים במודל זה, שניתן למחוק \ לשנות \ להגדיל \ להקטין איברים שונים. ניתן להשתמש לדוגמא במודל הכולל הרבה איברים 6 המופיע באיור (עדיין לא הכי מפורט שיש), אבל בחרנו כאן להשתמש במודל פשוט יותר, שייתן לנו הערכה ראשונית על טיב התקשורת. מתאר את האנטנה בקוצב הלב, יחד 7 איור עם פלסטיק, סוללה ואלקטרודות. באיור

New-Tech Magazine l 130