Antenne in-body pour capsules biotélémétriques miniatures : augmentation de la robustesse et de l'efficacité de rayonnement

National audienceWe propose a miniature, efficient, and versatile antenna for in-body applications. The operating frequency is ISM 434 MHz. The antenna is synthesized using a hybrid analytical–numerical methodology to function within 17 mm × ⌀7 mm biocompatible ceramic encapsulation. The design uses dielectric charging via superstrate of a narrow-band microstrip antenna. In this way, an antenna–body coupling is significantly reduced resulting in improvement of robustness (in terms of matching) and increase in radiation efficiency. The developed antenna stays well-matched (S11 < –10 dB) for a wide range of body tissues (from 42% of electromagnetic properties of muscle up to the maximum properties among body tissues). The 17 MHz bandwidth is sufficient to cover robust operation of the capsule antenna for implantable and ingestible applications. The radiation performance is characterized with the direct illumination technique using an analog fiber optic link. The measured realized gain (max. value –19.6 dBi) exceeds the counterparts by at least 3 dBi. The proposed antenna contributes to further development of a new generation of miniature in-body devices that involve complex and dense integration of sensors, logic, and power source.Nous proposons une antenne miniature, efficace et polyvalente adaptée aux applications in-body. La fréquence de fonctionnement est la bande ISM 434 MHz. L'antenne est synthétisée en utilisant une méthode analytique–numérique hybride et optimisée pour fonctionner dans une capsule céramique biocompatible de taille 17 mm × ⌀7 mm. L'antenne microruban, à bande étroite, est chargée par un superstrat de haute permittivité. De cette façon, le couplage antenne–corps est réduit de manière significative, ce qui permet d'améliorer la robustesse (en termes d'adaptation) et l'efficacité de rayonnement de l'antenne. L'antenne ainsi conçue reste bien adaptée (S11 < –10 dB) pour une large gamme des tissus. La bande passante de 17 MHz (soit 4% en valeur relative) est suffisante pour un fonctionnement en tant qu'antenne capsule ou antenne implant. La performance du rayonnement est caractérisée par la technique d'illumination directe utilisant une alimentation par la fibre optique. Le gain réalisé mesuré (valeur maximale –19,6 dBi) dépasse les homologues d'au moins 3 dBi. L'antenne proposée contribue au développement ultérieur d'une nouvelle génération de dispositifs miniatures in-body qui impliquent une intégration complexe et dense des capteurs, de la logique et de la source d'alimentation