Antena MIMO Implantável de Quatro Elementos para Endoscopia Capsule Sem Fio

Comparadas às antenas com uma única porta, as antenas MIMO com várias portas permitem maior taxa de transmissão de dados ao explorar a diversidade espacial. Essa capacidade é essencial para dispositivos médicos implantáveis de próxima geração, onde alta capacidade de canal é um requisito chave. Uma antena MIMO implantável de quatro elementos é projetada e validada na prática a 1420 MHz neste artigo. Ela ocupa um volume compacto de 7×8×0,1 mm3 (5,6 mm3). A compactação é realizada combinando substrato de alta permissividade (Rogers 3010 com permissividade relativa de 10,2) com trajetórias de radiador dobradas, que aumentam o comprimento efetivo da corrente mantendo um tamanho físico pequeno. Todas as antenas possuem acoplamento mútuo muito pequeno com isolamento superior a 31,78 dB, devido principalmente ao espaçamento de 1 mm entre os elementos e o substrato, que é fino. O ganho realizado de pico para cada elemento da antena é −27,3 dBi. A simulação é realizada dentro de uma estrutura tipo cápsula, embutida no modelo de tecido do estômago. A verificação experimental é realizada inserindo a antena dentro de carne moída. O ECC, a capacidade do canal e a margem de enlace também são avaliados e considerados satisfatórios. A antena proposta assegura desempenho de comunicação confiável, com alcance de transmissão de até 2,5 m, margem de enlace de 15 dB e taxa de dados de 120 Mb/s. A antena proposta apresenta bom nível de ECC, inferior a 0,1. O SAR é 52,3 W/kg a 1420 MHz. Este projeto é favorável para implantes devido ao tamanho pequeno, bom casamento de impedância, alto isolamento, baixa correlação, bom nível de ganho e bom desempenho de enlace.