ISSN 1226-3133 (Print)․ISSN 2288-226X (Online)
인체 상 위치를 고려한 다양한 WBAN 안테나 설계
Design of Various WBAN Antennas Considering for the Location
on a Human Body
탁 진 필․최 재 훈 Jinpil Tak․Jaehoon Choi
요 약
WBAN은 다양한 응용 가능성 때문에 최근 들어 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 기기의 위치에 따른 WBAN 통신 환경에 적합한 몇 가지 안테나와 모의 인체 제작에 대하여 소개하고자 한다. WBAN 시스템은 인체 내부 및 인체 표면에서 동작하므로 고유전율 및 고도전율을 갖는 인체 매질에 대한 영향을 고려해야 하며, 특히 안테나는 근역장 매질 특성에 따라 안테나의 방사 특성 및 반사 손실 특성이 변하게 되므로, 이를 고려한 안테나 설계가 요구된다. 또한, 안테나의 인체 영향을 고려하기 위해 모의 인체를 이용해 안테나를 설계하고 측정하였다. 서론에서는 WBAN 통신 채널의 분류를 소개하고, 각각의 통신 채널에 적합한 안테나의 특성에 대해 간단히 언급하였다. 제안된 몇 가지 안테나 사례 및 모의 인체 구현에 대하여 논의하 였다. 결론에서는 안테나 설계 시 고려해야 할 사항과 향후 연구에 대해 언급하였다.
Abstract
WBAN has received great attention recently due to its versatile applicability. In this paper, antennas suitable for WBAN commu- nication depending on the locations of mobile devices and the manufacturing of a human equivalent phantom are introduced. The effect of the body on the communication performance is largely dependent on the locations of devices. Specifically, the radiation and return loss characteristics of the antenna are greatly influenced by the characteristics of a medium existing in the near-field of an antenna.
Thus, the proper WBAN antenna design is important in establishing a successful communication link between the transceivers. To con- sider the effect of the body on the antenna performance, the human equivalent phantom is also important factor in the WBAN antenna design and measurement. In introduction, categorization of the WBAN communication channel is introduced and antenna characteristics required for each communication channel are described. In the main subject section, several WBAN antenna design examples along with the implementation of the human equivalent phantom are discussed. In conclusion, the factors, which have to be considered in the design process, and future research are mentioned.
Key words: WBAN, Capsule Endoscopy Antenna, Repeater System Antenna, Monopole-like Radiation, Human Equivalent Phantom
「본 연구는 미래창조과학부 및 정보통신산업진흥원의 IT융합 고급인력과정 지원사업의 연구결과(NIPA-2014-H0401-14-1001)와 미래창조과학부 및 정보통신산업진흥원의 대학 IT연구센터 지원사업의 연구결과로 수행되었음(NIPA-2014-H0301-14-1017).」
한양대학교 전자컴퓨터통신공학과(Department of Electronics and Computer Engineering, Hanyang University)
․Manuscript received September 30, 2014 ; Revised October 31, 2014 ; Accepted November 3, 2014. (ID No. 20140930-02I)
․Corresponding Author: Jaehoon Choi (e-mail: [email protected])
Ⅰ. 서 론 최근 무선의료 서비스, 스포츠 및 엔터테인먼트 분야의 활용도가 높은 WBAN(Wireless Body Area Network) 기술에
관한 연구가 주목을 받고 있다. 특히 스마트폰과 같은 휴대 용 단말기가 안경 및 시계형태와 같은 다양한 착용형 기기 로 발전함에 따라 그 관심이 더욱 증폭되고 있다[1],[2]. WBAN 통신을 위한 송신기와 수신기는 인체 외부, 인체 표 면, 인체 내부에 위치할 수 있다. 그리고 WBAN의 통신 채 널 특성은 단말기의 위치에 따라 인체 외부와 표면 간 통신, 인체 외부와 내부 간 통신, 인체 표면 간 통신, 인체 표면과 내부 간 통신, 인체 내부 간 통신으로 나눌 수 있다. 또한, 단말기의 위치와 통신 방향에 따라 인체 매질이 통신 성능 에 미치는 영향이 달라지며, 특히 안테나가 포함되어 있는 근역장 매질 특성에 따라 안테나의 방사 특성 및 반사 손실 특성이 변하게 된다. 따라서 단말기의 위치에 따른 WBAN 안테나의 방사 특성은 적절한 통신 링크를 구성하는데 중요 한 요소가 된다[3],[4]. 예컨대, 인체 외부 지향성 안테나는 단 말기가 인체 표면에 위치하고, 외부 모니터링 기기와 통신 이 이루어지는 경우에 사용되기 적합하다. 반면에, 인체 표 면에 위치한 단말기 구성 간에 효율적인 통신이 이루어지기 위해서는 안테나의 방사 패턴이 모노폴 안테나와 같이 인체 표면을 따라 전파해야 한다. 그러나 인체 표면과 수직한 모 노폴 안테나의 경우, 그 높이 때문에 인체 표면에 부착하는 단말기에 적용하기 어렵다. 따라서 인체 표면 간 통신을 위 한 모노폴과 같은 방사 패턴을 갖는 소형 안테나가 필요하
다[5]～[11]. 또한, 인체 내부에 위치하는 기기의 경우, 크게 캡
슐형 내시경(endoscopy)과 같은 이동 이식형 기기와 심박제 세동기(pacemaker)와 같은 고정 이식형 기기로 나눌 수 있 다. 이식형 기기를 위한 안테나의 경우, 환자의 부담을 줄이 기 위해 기기의 소형화를 가장 크게 고려해야 한다. 고정 이 식형 기기의 경우, 인체 표면 또는 인체 외부와 원활한 통신 을 위해서는 지향성 방사 특성을 갖는 안테나가 요구되며, 이동 이식형 기기의 경우, 원활한 통신을 위해서는 전방향 성 방사 특성을 갖는 안테나가 요구된다[12],[13]. 그러나 인체 이식형 기기의 경우 인체의 영향을 직접적으로 크게 받기 때문에 일반적으로 안테나의 방사 이득이 현저히 떨어져 통 신 성능 열화가 발생할 수 있다. 이를 극복하기 위해 인체 표 면에 위치하여 인체 내부 기기와 외부 또는 표면 기기 간의 통신을 중계해주는 중계 시스템용 안테나가 제안되었다[14]. WBAN 안테나 설계에 있어서 인체가 안테나에 미치는 영향을 실험 및 검증하기 위한 모의 인체에 대한 연구가
그림 1. WBAN 통신 링크의 예 Fig. 1. Communication links for WBAN.
필수적이다. 이를 위해 인체와 동일한 유전율과 도전율을 갖는 액체 및 반고체형 모의 인체 제작에 대한 연구가 활 발히 진행되고 있다. 실제 인체는 수많은 조직들로 이루 어져 있으나, 제작 및 실험의 편의를 위해 일반적으로 근 육, 지방, 그리고 피부 정도로 간단히 표현하거나, 단일 매질로 등가화 하여 제작하기도 한다[15],[16].
본 논문에서는 인체 내부와 외부 간의 통신, 중계 시스 템용, 인체 표면 간 통신을 위한 몇 가지 WBAN 안테나 설계 사례 및 모의 인체 연구에 대한 사례를 소개하고자 한다. 사례를 통해 소개된 안테나 설계 및 인체 효과에 의 한 안테나의 성능 분석 모의실험 결과는 SEMCAD X와 HFSS를 통해 얻었다[17],[18].
Ⅱ. 안테나 설계 및 특성
2-1 이동 이식형 기기를 위한 단락된 헬리컬 안테 나 설계
그림 2는 단락된 헬리컬 안테나 및 모의 인체를 이용한 모의실험 환경을 보여주며, 그림 3은 캡슐 껍질 내부에 말아서 집적하도록 제작된 안테나, 캡슐 껍질 모양의 절연 체 및 모의 인체를 나타낸다. 안테나는 RT/duroid 5880 기판 (εr=2.2)에 인쇄되었으며, 기판의 크기는 31.4×7.8×0.127 mm3이다. 헬리컬 라인은 자기 인덕턴스를 증가시켜서 안 테나 크기를 감소시킬 수 있다. 라인 간격과 라인 폭은 각 각 0.5 mm, 1 mm이고, 접지면 크기는 31.4×7.8 mm2이다.
안테나는 폴리에틸렌(εr=2.25)으로 만든 0.1 mm 두께의
(a) 평면도 (b) 입체도 (a) 2D view (b) 3D view
(c) 모의실험 환경 (c) Simulation setup
그림 2. 제안된 안테나의 구조 및 모의실험 환경
Fig. 2. Geometry of the proposed antenna and simulation set- up with human body phantom.
(a) 안테나 (b) 안테나 (c) 모의 인체
(a) Antenna (b) Antenna (c) Phantom
그림 3. 제작된 안테나와 모의 인체
Fig. 3. Fabricated antenna and phantom.
캡슐 껍질(capsule shell)로 덮여 있다. 모의 인체의 크기는 250×200×60 mm3이다. 제안된 안테나는 모의 인체의 윗면 으로부터 30 mm의 깊이에 있다. 인체 내부에 위치한 안 테나의 성능을 분석하기 위해 모의실험 및 측정은 인체 조직의 등가 전기적 성질(εr=56.7, σ=0.94 S/m) 을 가진 모의 인체를 통해 수행되었다.
그림 4는 안테나의 모의실험과 측정을 통한 파라미터 를 보여준다. 모의실험 및 측정된 10-dB 반사 손실 대역 폭은 각각 20 MHz(393～412 MHz), 39 MHz(386～409 MHz)이며, MICS(402～405 MHz) 대역 내에서 요구되는 성능을 만족한다. 이동이식형 안테나의 경우, 그림 4(b)와 같이 전방향성 방사 특성을 가져야 한다. 403 MHz에서 모
(a) 반사 손실 (b) 방사 패턴(xz-면) (a) Return loss (b) Radiation pattern(xz-plane)
(c) SAR 분포 (c) SAR distribution
그림 4. 안테나 파라미터
Fig. 4. Simulated and measured antenna parameters.
의실험 및 측정을 통한 최대 이득은 각각 —34.8 dBi, —22.8 dBi이다. 그림 4(c)는 403 MHz에서 모의실험에 의한 모의 인체 내부의 SAR(Specific absorbtion rate) 분포를 나타낸 것이다. ANSI(American National Standards Institute)에 따 르면, 인체 부분에 대한 SAR 값은 1 g 평균 1.6 W/kg보다 작아야 한다[19]. 입력 전력이 5 mW일 때 최대 SAR는 1.46 W/kg이므로 SAR 규격 허용값인 1.6 W/kg을 만족한다.
이동 이식형 안테나의 경우, 인체 내부의 불특정 부위 에 위치하기 때문에 인체 모델을 이용한 시뮬레이터를 이용하거나, 동작주파수에 맞는 인체 매질 등가 모델을 사용하여 설계해야 한다. 다양한 장기들에 대한 영향을 분석하기 위해 안테나를 그림 5(a)와 같이 듀크 모델(인체 모델)의 위(εr=63.9, σ=1.44 S/m), 소장(εr=57.1, σ=2.44 S/m), 대장(εr=56.1, σ=1.33 S/m) 내부에 위치시킨 후 모 의실험 하였다[20],[21]. 그림 5(b)는 모의 인체와 다양한 장 기들 내부에 위치한 안테나의 모의실험을 통한 반사 손 실들을 보여준다. 위, 소장, 대장에 대한 안테나의 10 dB 대역폭들은 각각 27 MHz(383～409 MHz), 31 MHz(379～
409 MHz), 26 MHz(384～409 MHz)로 MICS 대역을 포함
(a) 듀크 모델 (b) 반사 손실 (a) Duke model (b) Return loss
(c) 방사 패턴(xz-면) (c) Radiation pattern(xz-plane)
그림 5. 다양한 인체 내부 장기에 위치한 안테나의 모의
실험 환경과 안테나 파라미터
Fig. 5. Position of the antenna in a human model and an- tenna parameter.
한다. 다양한 장기들에 대한 반사 손실이 모의 인체에 대 한 반사 손실과 다른 이유는 다양한 장기들과 모의 인체 의 도전율이 다르기 때문이다. 그림 5(c)는 403 MHz에서 모의 인체와 다양한 장기들에 대한 모의실험된 방사 패 턴을 나타낸다. 제안된 안테나는 모의 인체와 다양한 장 기들 내에서 대체적으로 전방향성 특성을 나타내며, 안정 적인 방사 특성을 가진다.
제안된 안테나는 섭취 가능한 캡슐형 기기에 실장 가 능한 사이즈를 가지며, 인체 내부 다양한 위치에서 충분 한 10-dB 반사 손실 대역폭과 동시에 유사 전방향성 방사 패턴을 가진다.
2-2 중계 시스템을 위한 이중모드 안테나 설계 일반적으로 안테나가 인체 내부에 위치하게 되면 방사
(a) 안테나의 구조 (b) 모의 인체 위에 위치한 안
테나의 S11 특성
(a) Geometry of the antenna (b) S11 characteristics of the an- tenna on the phantom
(c) 2.45 GHz에서 전계 분포 (c) E-field distribution at 2.45 GHz
(d) 5.8 GHz에서 전계 분포 (d) E-field distribution at 5.8 GHz
그림 6. 제안된 중계 시스템용 안테나와 모의 인체 위에
서의 안테나 파라미터
Fig. 6. Proposed antenna and antenna parameters.
이득이 —35～—20 dBi로 급격히 열화되어, 인체 외부 기 기 혹은 손목 및 머리 등의 메인 시스템 기기와 같은 인 체 표면 기기와 원활한 통신이 어려워진다. 이를 극복하 기 위해 인체 표면에 위치하여 인체 내부의 신호를 인체 표면의 다른 기기 또는 인체 외부의 기기에 전달할 수 있 는 중계 시스템용 기기가 요구된다. 이러한 중계 시스템 용 기기의 안테나는 인체 내부와 통신할 수 있는 방사 모 드와 인체 외부와 통신할 수 있는 방사 모드를 동시에 가 져야 하므로 설계에 어려움이 따른다.
그림 6은 고정 이식형 기기(ex. 심박제세동기)와 인체
표면의 모니터링 기기(ex. 스마트 안경)의 원활한 통신을 위해 제안된 중계 시스템용 안테나의 구조와 안테나 파 라미터를 보여준다. 제안된 안테나는 15.5×28×10.5 mm3 크기를 가지며, 9.5 mm 길이의 비아와 마이크로스트립으 로 급전된 상부 패치를 단락 핀을 이용하여 2.45 GHz ISM(2.4～2.485 GHz) 대역에서 인체 표면 방사를 위해 TM21 고차 모드를 발생시키도록 설계하였고, 접지면에 슬롯을 추가하여 5.8 GHz ISM 대역(5.725～5.875 GHz)에 서 인체 내부를 향해 방사하도록 설계하였다. 그림 6(b)는 제안된 안테나의 모의 인체 위에서 S11특성을 보여준다.
제안된 안테나는 2.45 ISM GHz 대역과 5.8 GHz ISM 대 역을 충분히 만족하는 것을 알 수 있다. 그림 6(c), (d)는 모의 인체 위에서 안테나의 전계분포를 보여주며, 안테나 가 2.45 GHz에서 모의 인체 표면을 따라 방사하는 것과 5.8 GHz에서 모의 인체 방향으로 필드가 더욱 집중되는 것을 알 수 있다.
그림 7은 모의 인체와 인체 모델을 이용한 이식된 마이 크로스트립 안테나와 제안된 안테나 간의 통신 성능에 관한 모의 실험을 나타낸다. 모의 실험 결과를 통해 모의 인체와 인체 모델을 사용한 결과가 일치하는 것을 알 수 있으며, 5.8 GHz에서 인체 내부와 표면 간에 양호한 통신 성능을 확인할 수 있고, 2.45 GHz에서 인체 표면 간 통신 을 위해서 모노폴과 같은 방사특성을 갖는 것을 확인할 수 있다.
그림 8은 측정 환경 및 안테나 파라미터를 보여준다.
이중 대역에 대한 측정을 위해 각각의 주파수 대역에서 인체와 같은 전기적 성질을 갖는 모의 인체를 제작했으며, 측정 결과는 모의실험 결과와 일치하는 것을 알 수 있다.
제안된 안테나는 5.8 GHz ISM 대역에서 동작하는 고 정 이식형 기기의 신호를 2.45 GHz ISM 대역에서 동작하 는 인체 표면 기기로 중계할 수 있도록 이중 대역 및 이 중 모드를 갖는다.
2-3 인체 표면 간 통신을 위한 직물 안테나 설계 앞서 서론에서 말했던 바와 같이, 인체 표면에 위치한 기기간 원활한 통신을 위해서는 모노폴과 같은 방사 특 성이 요구되어진다. 그러므로 인체 부착형 안테나는 수직 모노폴과 같은 방사 특성과 동시에 저자세가 요구된다.
(a) 모의 인체를 이용한 모의실험
(a) Simulation setup with the phantom
(b) 듀크 모델을 이용한 모의실험
(b) Simulation setup with the Duke model
(c) 2.45 GHz에서 방사 패턴 (c) Radiation pattern at 2.45 GHz
(d) S-parameter 특성 (d) S-parameters
그림 7. 모의 인체와 인체 모델을 이용한 이식된 마이크
로스트립 패치 안테나와 제안된 안테나 간의 전 송 특성 모의실험
Fig. 7. Simulation setup and the S-parameter charactertistics of the in-on communication between the implanted mi- crostrip patch antenna and proposed antenna.
(a) 제작된 안테나 및 반고체형 (b) 제작된 패치 안테나 모의 인체
(a) Fabricated antenna and phan- (b) Fabricated patch antenna tom for implanted reference
(c) 2.45 GHz에서 방사 패턴 (d) S-parameter 특성 (xz-면)
(c) Radiation pattern at 2.45 GHz (d) S-parameters (xz-plane)
그림 8. 측정환경 및 안테나 파라미터
Fig. 8. Measurement setup and antenna parameters.
그림 9는 인체 표면 간 통신을 위해 모노폴과 같은 방 사 특성을 갖는 직물형 원형 패치 안테나를 보여준다. 제 안된 안테나는 1 mm의 높이를 갖는 Felt 기판 위에 전도 성 천으로 패치와 접지면을 구현했으며, TM21고차 방사 모드를 통해 모노폴과 같은 방사 특성을 갖도록 단락 핀 을 전도성실을 통해 제작하였다. 전도성천은 0.02 Ω/squ- are의 값을 갖는 Shieldex Conductive metallized Nylon Fabric (Zell)을 사용했으며, 전도성실은 지름 0.2 mm를 갖 는 Size 92 Shieldex Conductive Sewing Thread(저항=0.0025 Ω/square․cm)를 사용했다. 납땜을 대신해 전도성 에폭시 를 사용함으로써 모든 제작요소를 의복 환경에 맞도록 설계하였다. 제안된 안테나는 그림 9(c)와 같이 2.45 GHz ISM 대역에서 동작하며, 그림 9(e)와 같이 인체 위에서 모노폴과 같은 방사 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 직 물 안테나에서 중요한 요소 중 하나는 그림 9(d)와 같이
(a) 제안된 안테나의 구조 (b) 제작된 안테나 (a) Geometry of the proposed (b) Fabricated antenna antenna
(c) S11 (d) 안테나의 구부러짐 분석 (c) S11 characteristics (d) Bending effect
(e) 방사 패턴 (f) SAR 분포 (e) Radiation pattern (f) SAR distribution
그림 9. 인체 표면간 통신을 위해 제안된 직물 안테나 및
안테나 파라미터
Fig. 9. Proposed antenna and antenna parameters.
실제 집적 환경을 고려해 구부러짐에 대한 안테나의 영 향을 분석하는 것이다. 제안된 안테나는 단락 핀을 사용 해 강제로 전류 분포를 형성시킴으로써 구부러짐에 따른 패치의 전류 분포 왜곡이 최소화되어 공진주파수 천이가 거의 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다. 또한, 인체 표
(a) 실험환경 (a) Measurement setup
(b) S-parameter 특성 (b) S-parameters
그림 10. 의복에 집적한 직물 안테나의 링크실험
Fig. 10. Wearable antenna measurement on the human body link.
면에 위치한 안테나는 SAR에 대한 분석이 반드시 필요하 다. 그림 9(f)는 제안된 안테나의 인체 모델 위에서 SAR 분포를 보여준다. 제안된 안테나는 1 W 입력 시 0.404 W/kg의 SAR 값을 가지며, 1.6 W/kg의 SAR 규격을 만족 하기 위해서 입력 전력이 3.96 W 이하여야 한다.
그림 10은 제안된 안테나를 실제 의복에 집적한 모습 을 보여준다. 인체 모델을 통한 실험 결과와 측정 결과가 상당히 일치하는 것을 알 수 있으나, 제안된 안테나는 전 도성 직물 및 기판으로 사용된 직물의 높은 도전 및 유전 손실로 인해 낮은 방사 효율을 갖게 된다. 이는 직물형 안 테나의 실질적인 사용을 위해 극복해야할 문제로 사료 된다.
Ⅲ. 모의 인체 제작에 대한 연구
표 1. 2.45 GHz ISM 대역을 위한 2/3 근육-등가 반고체 형 모의 인체(εr=35.5, σ=1.3 S/m)의 물질 및 구성비 Table 1. Ingredients of the two-third muscle-equivalent ph-
antom for 2.45 GHz ISM band.
성 분 구성비 [％]
Deionized water 59.7
Polyethylene powder 14.92
Agar 2.98
Glycerin 20.89
TX-151 1.49
* 측정 온도 : 26℃
인체의 등가 유전율 및 도전율을 갖는 모의 인체 제작 에 대한 연구는 인체 영향에 대한 안테나의 성능 분석 및 SAR 측정을 위해 반드시 필요한 연구이다. SAR 측정 시 에는 액체형 모의 인체를 사용하도록 국제적으로 규격이 정해져 있으나, 이식형 기기의 측정이나 보관의 용이성을 고려했을 때 반고체형 모의 인체의 제작을 위한 연구가 필요하다.
표 1은 앞서 본문에서 설계한 안테나 사례 중 2.45 GHz ISM 대역에서 사용했던 모의 인체 제작을 위한 성분들과 구성비를 나타낸다.
표 1의 성분 중에서 Deionized water(증류수)는 반고체 형 모의 인체 비(比)유전율의 기준이 되며, 상온에서 약 77～80의 비(比)유전율을 갖는다. Polyethylene powder와 Glycerin은 앞에서 제시한 Deionized water와 혼합하여 비 (比)유전율을 낮추는 역할을 하며, Glycerin은 도전율을 조절하는 역할도 한다. Agar는 액체 상태의 모의 인체 재 료들을 고형화하는 역할을 하며, TX-151은 Oil Center Re- search의 고형제(solidifying powder)의 상품명으로 액체와 섞임으로써 용매를 준고형화 해준다. 본 논문에서는 TX- 151을 점도를 갖게 하는 물질로 사용하였다. Agar와 TX- 151도 모의 인체의 비(比)유전율 변화에 작은 영향을 주 기 때문에 목표 값을 만족하기 위해서는 제시한 성분의 비율을 찾기 위한 최적화 과정이 필요하다. 모의 인체의 제조 방법은 다음과 같다.
1) Deionized water에 Glycerin을 넣고 가열하며, 저어줌 으로 완전히 혼합시킨다.
2) 혼합된 용액에 Agar를 넣고, 약한 불로 가열하며, 균 일하게 섞이도록 잘 저어준다.
3) Agar에 의해 혼합된 용액에 점성이 생기면 TX-151 을 넣어서 잘 저어준다.
4) 마지막으로 polyethylene powder를 넣고 입자가 고르 게 섞이고 점성이 생기도록 저어준다.
5) 완성된 용액을 틀에 붓고 건조시킨다.
제작된 모의 인체의 측정은 Agilent사의 85070E 유전율 probe kit와 8719ES 네트워크 분석기를 사용하였다. 측정 은 용액을 틀에 붓고 하루가 경과한 후 굳은 반고체형 모 의 인체를 틀에서 꺼내어 측정하였고, 제작과 측정 시 실 내온도는 26 ℃를 유지하였다.
Ⅳ. 결 론
본 논문에서는 최근 주목을 받고 있는 WBAN에 대한 간단한 소개와 WBAN 채널 특성에 따른 적합한 안테나 설계 사례를 몇 가지 언급하였다. WBAN 안테나는 인체 와 매우 근접하거나, 인체 내부에 위치하므로 인체의 주 파수에 따른 유전율과 도전율을 고려하여 설계해야 한다.
특히 인체 내부에 이식하거나, 경구투입용 기기를 위한 안테나의 경우 소형화를 구현해야 하고, 인체 영향에 따 른 성능 열화를 최소화하기 위해 광대역 및 전방향 지향 성 설계가 요구된다. 인체 내부에 위치한 안테나의 급격 한 방사효율 감소로 인한 통신 성능 열화를 막기 위해 중 계 시스템용 이중 모드 안테나가 제안되기도 했다. 또한, 인체 표면 간 통신을 위한 착용형 안테나의 경우, 수직 모 노폴 안테나와 같이 수직 편파 특성과 전방향성 방사 특 성을 가져야 하며, 동시에 소형화 및 SAR를 고려하여 설 계해야 한다. WBAN 안테나 설계 및 측정을 함에 있어 인체 영향을 고려하기 위해 인체와 동일한 고유전율과 고도전율을 갖는 모의 인체에 대한 연구가 필수적이다.
현재까지 WBAN 안테나에 대한 연구는 캡슐형 내시경 및 이식형 심박제세동기를 위한 것과 착용형 기기를 위 한 것이 대부분이다. 향후, 혈관 및 각막, 뇌 등에 집적 가 능한 센서와 함께 초소형 안테나를 통한 통합 시스템 구 축에 대한 연구가 필요하며, 분산 매질 특성을 갖는 인체 와 동일한 광대역 반고체형 모의 인체의 연구도 필요할
것으로 사료된다.
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탁 진 필
2011년 2월: 경기대학교 전자공학과 (공 학사)
2012년 3월～현재: 한양대학교 전자컴퓨 터통신공학과 석․박사통합과정 [주 관심분야] 안테나 설계, WBAN
최 재 훈
1980년: 한양대학교 전자공학과 (공학사) 1986년: 미국 Ohio State University 전기공
학과 (공학석사)
1989년: 미국 Ohio State University 전기공 학과 (공학박사)
1989년～1991년: 미국 Arizona State Uni- versity 연구교수
1991년～1995년: 한국통신위성사업단 연구팀장
1995년～현재: 한양대학교 융합전자공학부 교수
[주 관심분야] 이동통신 / 의료용 안테나 설계, 무선전력전송, WBAN 시스템, EMC
