一、无线医疗的时代来临

当医疗设备从“有线”迈向“无线”，从“床旁”走向“随身”，通信技术便成为医疗创新的核心支柱。
《Ultra-Wideband and 60 GHz Communications for Biomedical Applications》由 Mehmet R. Yuce 主编，系统汇集了超宽带（UWB，3.1–10.6 GHz）与60 GHz ISM毫米波频段在生物医学工程领域的最新研究与工程实现。

这本书的核心论点极具前瞻性：

医疗通信的未来，不在传统的蓝牙或Wi-Fi，而在于高带宽、低功耗、低干扰的新一代射频技术。

它不仅介绍理论，还深度覆盖了系统架构、SoC实现、天线设计、无线体域网（WBAN）、医学影像与雷达传感等多个子领域，展示了一个即将被无线频谱重塑的医疗世界。

二、UWB技术：精准、低功耗与穿透力

UWB（Ultra-Wideband）是一种短脉冲宽带通信技术，最早应用于军事雷达，如今被广泛用于医疗感知与数据传输。
书中详细解析了UWB在体域通信、无创生命体征监测、无线胶囊内窥镜等领域的突破性进展。

在实际应用中，UWB的三个核心优势尤为突出：

1. 高定位精度：UWB的时间分辨率可达皮秒级，非常适合体内信号追踪与病灶定位。

2. 极低功耗：UWB以脉冲传输为主，能量集中、干扰小，非常适合植入式或穿戴式设备。

3. 低电磁干扰（EMI）：在医疗环境中，与其他无线系统共存更安全。

例如书中提到的UWB雷达呼吸监测系统（由 Domenico Zito 团队开发）已经能够实现非接触式心肺监测，精度可与ECG媲美。这类系统正在成为远程健康管理与养老护理的重要方向。
2024年以来，多个企业（如日本Murata、德国Infineon）已推出基于UWB雷达的生理监测芯片，瞄准智能床垫、睡眠监控及医院护理市场。

三、60 GHz毫米波：医疗影像与高速数据传输的核心

UWB擅长“低功耗感知”，而60 GHz毫米波则专注于“高速通信”。
本书指出，60 GHz ISM频段（57–66 GHz）具备高达7 GHz的可用带宽，是无线医疗影像、视频传输与多通道神经接口的理想选择。

其工程优势体现在三个方面：

• 高带宽低延迟：支持多Gbps级数据速率，可用于无线超声影像传输或脑机接口信号同步。

• 极高安全性：毫米波在组织中衰减快，外泄少，具备天然隐私保护特性。

• 小型化潜力：天线与电路尺寸仅为传统RF的几分之一，使“纳米级医疗终端”成为可能。

书中由 Domenico Pepe 团队撰写的章节展示了基于CMOS工艺的60 GHz SoC收发器设计，在功耗控制与体表通信可靠性方面均取得显著成果。这些技术已逐步走出实验室，进入实际应用。例如，美国Qualcomm与我国多所研究机构正在推进60 GHz WiGig医疗影像传输标准，目标是实现医院影像设备的高速无线化。

四、体域网（WBAN）：从“可穿戴”迈向“可植入”

书中另一大亮点是对**无线体域网（Wireless Body Area Network，WBAN）**的系统阐述。
这一概念的核心是让人体成为一个“无线节点集群”，不同的传感器可实时监测心率、血糖、肌电或脑电信号，并通过UWB或60 GHz链接传输至移动终端或云端。

书中介绍的低功耗UWB SoC设计方案由新加坡研究团队开发，采用**脉冲无线通信（IR-UWB）**架构，可在微瓦级功耗下实现稳定体内传输。这项技术已被用于电子胶囊与智能隐形眼镜等前沿医疗设备中。

更具前景的是，WBAN 正在与 AI-健康大数据平台 融合。各类UWB与毫米波节点能够持续采集生理数据，为AI算法提供实时分析输入。这种“无线–智能–医疗”闭环正在催生一个快速增长的产业：
据MarketsandMarkets预测，到2030年，全球WBAN医疗市场规模将超过200亿美元。

五、天线与传感电路：微缩设计的核心挑战

无线医疗设备的瓶颈不在算法，而在硬件物理极限。
书中对60 GHz LTCC天线阵列设计与UWB体内传播建模的章节给出了详细工程参数与实验验证，显示作者群具备深厚的硬件研究功底。

随着器件向微型化、低功耗发展，天线设计需同时满足三重约束：

• 尺寸微小但保持辐射效率；

• 兼容复杂的生物介质环境；

• 支持多模通信与自适应频率。

当前，全球多家半导体企业正将LTCC（低温共烧陶瓷）与CMOS工艺结合，用于高频医疗天线封装。我国的科研团队也在探索 柔性毫米波天线 与 生物兼容导电材料，以实现可弯曲植入式设备。

六、市场趋势：无线医疗的黄金赛道

书中提到的UWB与60 GHz技术正处于产业化的关键阶段。
自2023年以来，欧美和亚太市场均出现了明显增长信号：

• UWB传感芯片市场年增速超过25%，主导厂商包括Qorvo、Decawave与Infineon。

• 60 GHz无线模块被广泛用于医疗机器人与高分辨率影像设备。

• 医疗IoT系统开始采用双频方案（UWB+60 GHz），以平衡低功耗与高速传输需求。

在我国，智慧医疗与老龄化护理的需求激增，也为UWB和毫米波医疗技术创造了广阔的应用空间。医院数字化、远程监护与家庭健康设备正成为创新企业的竞争焦点。

七、结语：无线技术正在重新定义“医疗”

《Ultra-Wideband and 60 GHz Communications for Biomedical Applications》不仅是一本射频工程的参考书，更是一份关于未来医疗生态的技术宣言。
它揭示了一个重要趋势：

医疗设备正在从“孤立的仪器”演变为“协同的无线节点系统”。

超宽带与毫米波技术让生物医学通信进入“高速、低功耗、可穿戴、可植入”的新阶段。
随着半导体制造、AI算法与网络架构的融合，这一领域正从实验室走向商业化，预示着一个以无线为核心的医疗新时代正加速到来。

这本书不仅提供了设计方案，更为行业专家描绘了一条清晰的技术路线图：
从芯片、天线到系统，从数据传输到医疗智能化，
未来医疗的竞争，将是频率、算法与工程的协奏。