人头模型与双频PIFA天线相互作用的仿真研究

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1、摘要摘要手机电磁辐射对人体健康方面的影响是近年来电磁剂量学领域的一个相当重要的问题，也是人们普遍关心的问题之一，此方面的研究有着相当重要的理论和现实意义。本文将从考察手机操作的真实情形出发，深入研究移动通信手机与人体相互作用系统的建模问题，并在此基础上进行一系列数值模拟仿真计算，主要工作概述如下：首先，本文介绍了近年来生物电磁学的最新进展，讨论了电磁场生物热效应、非热效应及其生物机理，详细阐述了时域有限差分法等电磁场数值计算技术在生物电磁学研究中的作用。接着，设计了一种新型的单馈点双频平面倒F手机天线(PIFA)，该天线可用于GSM900／1800两个系统，其中心工作频率分别为90

2、0MHz和1800MHz。反射损耗小于一10dB的阻抗带宽可达到10％以上。随后，通过对人体的模型分析，运用Photoshop处理人体头部核磁共振图片，建立了分辨率为0．3cm的非均匀的实际人头电磁模型。最后，利用时域有限差分法，结合手机辐射电磁模型和人体的生物电磁模型，研究了双频移动电话天线近区场中的人体头部在辐射系统峰值功率下比吸收率的分布情况，并将计算结果同现有的国际、国内卫生标准进行了比较。讨论了倾斜和垂直两种操作方式下的差异性。使用手机时，选择倾斜操作方式，能降低天线对人体的电磁辐射强度。结果表明，电磁辐射吸收剂量在人体组织中的分布极不均匀，人体中比吸收率分布最高的区域位

3、于靠近天线附近的体表，且距离天线馈电点越近，SAR值越大。关键词：时域有限差分法比吸收率倒F天线双频人头模型Abstract3Thesimulationsareimportantintheelectromagneticdosefield．Itisalsopractical，becausemoreandmorepeopleareconcemingabouttheeffectsoftheelectromagneticradiationfromthemobilephoneonthehealthofthehumanbeings．Accordingtotherealoperatingcase

4、，thispaperwillinvestigatethoroughlytomodelingofcellularphoneandhumanbodysystem，onthisfoundation，andprocessaseriesofnumericalsimulationtask．，nlemaincontentsaredisplayedbellowas：First，thispaperintroducesthelatestdevelopmentofbio—electromagnetism，anddiscussesthebiologythermal，non-thermaloftheelec

5、tromagneticfieldanditsbiologymechanics．TheapplicationofsomenumericalcomputationtechnologiessuchasFDTDintheresearchofelectromagneticfieldisparticularexpanded．Next，thedesignofanovelsingle-feeddual-bandplanarinveaed-Fantenna(PIFA)ispresented．Thisantennaoperatingat900MHzand1800MHzbandsissuitablefo

6、rGSM900／1800systems．111eimpedancebandwidthsfor-10dBreturnIossbandsaregreaterthan1096．Then，byPhotoshopdealing诵thMagneticResonanceImageandbytheperson’Smodelanalysis，theheterogeneouselectromagneticmodelofpeople’SheadaboutdifferentiationsratioofO．3cmissetup．Last，byusingthealgorithmofFDTD，andtheele

7、ctromagneticmodelofmobiletelephoneandpeople’Selectromagneticmodel，thedistributionofSARofpeople’Sheadinnearfieldintensityinthedual-bandantennaofmobiletelephonewhichisexposedintheSAP,peakvalueandaveragevalueiscalculated．Compared、^，itllthe