用于眼动监测的天线的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于眼动监测的天线的设计方法：步骤1，确定天线基地以及导电层的材料；步骤2，确定天线基本结构；天线基本结构包括天线基地、导电层和RFID芯片，RFID芯片连接导电层；步骤3，选择导电层尺寸；步骤4，添加辐射边界和端口激励；步骤5，进行仿真得到仿真的阻抗值；步骤6，将仿真的阻抗值与设计要求对比，当误差在要求范围内时进入步骤9；否则进入步骤7；步骤7，构建适应度；步骤8，采用粒子群算法对导电层进行优化；步骤9，实物制作并测试读取距离，继续迭代。本发明专利技术借助后向散射的思路，通过回波信号的变化进行眼动的检测，在保证高精度追踪眼球运动的前提下降低了天线安装的侵入性且解决了隐私安全问题。侵入性且解决了隐私安全问题。侵入性且解决了隐私安全问题。

【技术实现步骤摘要】
用于眼动监测的天线的设计方法


[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种用于眼动监测的天线的设计方法，该方法设计的天线用于感知眼睛的活动。

技术介绍

[0002]人眼是人类收集周围环境信息的主要工具之一。大脑和眼睛之间有许多神经元，它们传递眼睛捕获的丰富信息。因此，眼球运动模式表明大脑健康状况，因此可用于帮助早期诊断神经系统疾病，例如ADHD、自闭症、帕金森病、阿尔茨海默病和抑郁症。先前的工作还利用眼球运动来有效地确定驾驶员的疲劳状态，并及时向驾驶员发出警报，以防止发生车祸。此外，眼球运动数据还可以用作人机交互方法，以支持诸如瘫痪个体的消息输入和元/虚拟现实等应用。上述应用激发了一种具有成本效益且非侵入性的系统，该系统可以持续监控用户的眼球运动状态。
[0003]现有的工作已经提出了多种眼动检测方法，可以大致分为两类，即基于接触的和基于非接触的。基于接触的方法需要将硬件连接到人体皮肤上。例如多通道眼电电极，实现高精度眼动追踪，但具有侵入性。为了使EOG测量的侵入性更小，先前的工作建议将EOG传感器集成到耳机或眼镜中，然而，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于眼动监测的天线的设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，根据天线的设计要求以及工艺加工难度，确定天线基地以及导电层的材料；步骤2，根据天线的设计要求与选用的材料，确定天线基本结构；所述天线基本结构包括天线基地、导电层和RFID芯片，RFID芯片连接导电层，所述天线基地将导电层和RFID芯片包覆其中，天线基本结构的形状与人眼球表面形状相匹配；所述导电层包括半径依次减小的三个同心导电环，三个导电环均设有缺口且相邻导电环的缺口之间均通过连接部连接，使得导电层成为螺旋状的一条导电通路。步骤3，根据以下公式所示的设计要求，选择步骤2确定的天线基本结构的导电层的尺寸：0.1mm<D1+D2+D3+D6+D7<R
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2mmD4*1.5+D5<R0.4mm<D4其中，R为天线整体的半径，D1为从外至里第一圈的环宽，D2为从外至里第二圈的环宽，D3为从外至里第三圈的环宽，D4为从外至里第一圈的开口尺寸，D5为环与环连接部分的宽度，D6为从外至里第一圈与第二圈的间距，D7为从外至里第二圈与第三圈的间距；步骤4，在三维高频电磁场仿真软件HFSS中，为步骤3得到的天线基本结构添加辐射边界和端口激励，得到天线结构；步骤5，根据工作频率要求以及天线工作精度要求，在三维高频电磁场仿真软件HFSS中引入人眼模型并对步骤4得到的天线结构进行仿真，得到仿真的阻抗值；步骤6，将步骤5仿真得到的阻抗值与天线设计要求的阻抗进行对比，当误差在要求范围内时，将步骤4得到的天线结构以及步骤5得到的仿真的阻抗值分别作为当前的天线结构和当前阻抗值输入步骤9；当误差不在要求范围内时，将步骤4得到的天线结构作为当前的天线结构，进入步骤7；步骤7，根据天线设计要求构建适应度；步骤8，采用粒子群算法对当前的天线结构中的导电层尺寸进行优化，算法的结束条件为适应度值<50，得到优化后的导电层尺寸及其对应的阻抗值，即得到优化后的天线结构作为当前的天线结构，其对应的阻抗值作为当前阻抗值，进入步骤9；步骤9，根据当前的天线结构进行实物制作，测试读取距离，若读取距离不满足要求，则采用矢网进行阻抗测试得到实测阻抗值，根据以下两个公式分别计算实测阻抗值与当前阻抗值的实部误差ε1和虚部误差ε2，根据实部误差ε1和虚部误差ε2构建当前适应度函数，返回执行步骤7，直至读取距...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝英，侯紫玉，张英春，李荔垚，宋林蔚，任宇辉，王夫蔚，房鼎益，陈晓江，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：