Published August 7, 2022 | Version v1
Publication Open

A Low-Profile Wearable Textile Antenna Using AMC for WBAN Applications at 5.8GHz

Creators

  • 1. Tunis El Manar University
  • 2. Tunis University
  • 3. Université Côte d'Azur

Description

This paper presents a low-profile, wearable textile antenna, designed for Wireless Body Area Network (WBAN) applications operating in the 5.8GHz band for Industrial, Scientific, and Medical (ISM) applications. An Artificial Magnetic Conductor (AMC) structure was used to improve antenna performance and protect the human body from back-radiation. The antenna with the integrated AMC achieved a measured gain of 8.92dBi, an efficiency of 80%, a wide impedance bandwidth of 1.4GHz (24.1%), and SAR values of 0.00103 and 0.00034W/Kg for 10g and 1g tissues respectively. The proposed antenna was studied in a worn-on-body scenario using a multilayer numerical model of the human body. The influence of the thickness of each tissue layer of the human body was investigated. The results showed that the antenna maintained its performance, a stable gain was obtained, and the SAR values were also below the IEEE guidelines that guarantee the safety of the wearer.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تقدم هذه الورقة هوائي نسيج منخفض الارتفاع يمكن ارتداؤه، مصمم لتطبيقات شبكة منطقة الجسم اللاسلكية (WBAN) التي تعمل في نطاق 5.8 جيجا هرتز للتطبيقات الصناعية والعلمية والطبية (ISM). تم استخدام هيكل موصل مغناطيسي اصطناعي (AMC) لتحسين أداء الهوائي وحماية جسم الإنسان من الإشعاع الخلفي. حقق الهوائي المزود بـ AMC المتكامل زيادة مقاسة قدرها 8.92ديسيبل، بكفاءة 80 ٪، وعرض نطاق معاوقة واسع يبلغ 1.4 جيجاهرتز (24.1 ٪)، وقيم SAR تبلغ 0.00103 و 0.00034W/Kg للأنسجة 10G و 1G على التوالي. تمت دراسة الهوائي المقترح في سيناريو البلى على الجسم باستخدام نموذج رقمي متعدد الطبقات لجسم الإنسان. تم التحقيق في تأثير سمك كل طبقة نسيجية من جسم الإنسان. أظهرت النتائج أن الهوائي حافظ على أدائه، وتم الحصول على مكسب ثابت، وكانت قيم SAR أيضًا أقل من إرشادات IEEE التي تضمن سلامة مرتديها.

Translated Description (French)

Cet article présente une antenne textile portable à profil bas, conçue pour les applications de réseau corporel sans fil (WBAN) fonctionnant dans la bande de 5,8 GHz pour les applications industrielles, scientifiques et médicales (ISM). Une structure de conducteur magnétique artificiel (AMC) a été utilisée pour améliorer les performances de l'antenne et protéger le corps humain du rayonnement arrière. L'antenne avec l'AMC intégré a atteint un gain mesuré de 8,92dBi, une efficacité de 80 %, une large bande passante d'impédance de 1,4 GHz (24,1 %) et des valeurs de DAS de 0,00103 et 0.00034W/Kg pour les tissus de 10 g et 1 g respectivement. L'antenne proposée a été étudiée dans un scénario porté sur le corps en utilisant un modèle numérique multicouche du corps humain. L'influence de l'épaisseur de chaque couche tissulaire du corps humain a été étudiée. Les résultats ont montré que l'antenne maintenait ses performances, qu'un gain stable était obtenu et que les valeurs de DAS étaient également inférieures aux directives de l'IEEE qui garantissent la sécurité du porteur.

Translated Description (Spanish)

Este documento presenta una antena textil portátil de bajo perfil, diseñada para aplicaciones de red de área corporal inalámbrica (WBAN) que operan en la banda de 5,8 GHz para aplicaciones industriales, científicas y médicas (ISM). Se utilizó una estructura de conductor magnético artificial (AMC) para mejorar el rendimiento de la antena y proteger el cuerpo humano de la radiación de fondo. La antena con el AMC integrado logró una ganancia medida de 8.92dBi, una eficiencia del 80%, un ancho de banda de impedancia amplia de 1.4GHz (24.1%) y valores SAR de 0.00103 y 0.00034W/Kg para tejidos de 10g y 1g respectivamente. La antena propuesta se estudió en un escenario de desgaste corporal utilizando un modelo numérico multicapa del cuerpo humano. Se investigó la influencia del espesor de cada capa de tejido del cuerpo humano. Los resultados mostraron que la antena mantuvo su rendimiento, se obtuvo una ganancia estable y los valores de SAR también estuvieron por debajo de las pautas de IEEE que garantizan la seguridad del usuario.

Files

2827.pdf

Files (952.4 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c7571ff80bb7a6fa7a4530e9a1cbf33e
952.4 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
هوائي نسيج منخفض الارتفاع يمكن ارتداؤه باستخدام AMC لتطبيقات WBAN بسرعة 5.8 جيجاهرتز
Translated title (French)
Une antenne textile portable à profil bas utilisant l'AMC pour les applications WBAN à 5,8 GHz
Translated title (Spanish)
Una antena textil portátil de bajo perfil que utiliza AMC para aplicaciones WBAN a 5,8 GHz

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4290564971
DOI
10.48084/etasr.5011

Is supplement to
https://openalex.org/W570379686 (Other)
https://openalex.org/W1896708064 (Other)
https://openalex.org/W2145488349 (Other)
https://openalex.org/W4200506238 (Other)
https://openalex.org/W2125220165 (Other)
https://openalex.org/W1495793832 (Other)
https://openalex.org/W2157791755 (Other)
https://openalex.org/W2135759112 (Other)
https://openalex.org/W2385626144 (Other)
https://openalex.org/W1970327477 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W2037969136
  • https://openalex.org/W2056828154
  • https://openalex.org/W2069472142
  • https://openalex.org/W2106277625
  • https://openalex.org/W2276004386
  • https://openalex.org/W2331428244
  • https://openalex.org/W2741516933
  • https://openalex.org/W2790712606
  • https://openalex.org/W2886731551
  • https://openalex.org/W2919023528
  • https://openalex.org/W2921149666
  • https://openalex.org/W2979873054
  • https://openalex.org/W2999795020
  • https://openalex.org/W3009134553
  • https://openalex.org/W3045516569
  • https://openalex.org/W3114513520
  • https://openalex.org/W4213322283