İmplant Tanımlama için Katlanmış Dipollü RFID Etiket Anteni Tasarımı

Abstract

Özet: Vücutta eksik ya da fonksiyonunu yapamayan biyolojik dokuların yerini alabilen protez implantlara uygun RFID (Radyo Frekanslı Tanımlama) etiket monte ederek doku üzerinden bilgi alışverişi yapılması günümüz biyoteknolojik çalışmaları arasında yerini almaya başlamıştır. Özellikle ortopedik implant yerleştirme ve değiştirme aşamalarında hasta ve protez bilgisinin implantla birlikte hasta üzerinde taşınması mevcut sistemlere göre maliyet ve zamanı azaltırken, bilgi güvenilirliğini arttıracaktır. Dolayısıyla bu çalışmada, hedeflenen bilgi alışverişini verimli yapabilmek için diz implantı üzerinde çalışabilen ve RFID etiketin en etkili parçası olan anten tasarımı 2,45GHz ISM bandı için irdelenmiştir. Tasarım aşamasında mikroşerit katlanmış dipol anten tercih edilmiş ve özellikle diz implantına yerleştirilebilecek mümkün en küçük ölçülerde gerçekleştirilmiştir. Antenin gerçekleştirilmesi için yaygın FR4 (Fire Resistant 4) taban malzemesi olarak seçilmiştir. Aynı geometriye sahip antenler, ilgili doku ve boş uzay ortamı için sırasıyla modellenmiş ve ölçümleri karşılaştırılmıştır. Ölçüm sonuçlarına göre anten kazancı, bant genişliği ve geri dönüş kaybı değerleri hedeflenen doku ortamı için uygulanabilir bulunmuştur. Folded Dipole RFID Tag Antenna Design for Implant IdentificationKeywords Implant, Identification, RFID tag, RFID reader, Antenna, Orthopedic Abstract: Exchange of information by placing suitable RFID (Radio Frequency Identification) tags on prosthetic implant which can replace defective biological tissue in human body, has begun to take its place among today's biotechnological researches. Especially orthopedic implant placement and modification stages, both information of patient and applied implant moves with the patient, while reducing cost and time, improves data reliability according to current systems. So in this study, to achieve efficient target data transmission, design of antenna which is the most critical part of RFID tag and can run on knee implant is studied at 2.45GHz ISM band. Microstrip folded dipole antenna was preferred in design step and it was realized in the possible smallest size which can be applied on this implant. FR4 (Fire Resistant 4), a common substrate, was chosen for antenna designing and realizing. The antennas having the same geometry were modeled and compared in measurement for related tissue and free space environment respectively. According to measurement results, values of antenna gain, bandwidth and return loss are obtained applicable for target tissue environment.