论文和技术

糖尿病是一种慢性非传染性疾病，在全球许多贫困社区中负有沉重的负担。监测和管理疾病的能力是减少其影响的关键组成部分。3D打印（3DP）提供了一种经济的制造方法，可以为这些社区生产医疗传感器。但是，3DP的传感器设计并不简单。这项工作考虑了基于互补的拆分环（CSRR）拓扑的改良毫米波（MMWave）传感器，用于非侵入性血糖监测。修改后的CSRR传感器旨在在MMWave（61 - 61.5GHz工业，科学和医学（ISM）频段）中运行，中心频率为61.2GHz，设计用于使用3DP在尼龙底物上构建。选择了两种已建立的异质混合模型，Landau＆Lifshitz，Looyenga和Rayleigh，以评估尼龙底物的相对有效介电常数以在不同的填充百分比中。

使用MATLAB®仿真计算混合模型，并产生不同的值，以实现一系列填充百分比的有效介电常数。通过使用ComsolMultiphysics®，RF模块的频域研究研究了CSRR传感器，以评估有效介电常数变化的影响。ComsolMultiphysics®软件工具允许快速调整原始CSRR传感器几何形状，以在ISM频段内实现传感器谐振频率。ComsolMultiphysics®软件的Livelink™功能允许集成计算的MATLAB®混合模型数据，以评估传感器基板有效介电常数对传感器性能的变化的影响。

仿真结果表明，反射系数（S11）的变化高达1.5dB，共振频率高达1.25GHz。因此，混合模型必须匹配3DP过程，以避免模拟传感器和实际传感器之间的显着偏差。这些结果在设计各种操作频段的3DP时设计了各种传感器结构时具有重要意义。