电磁辐射防护材料人体防护性能评价研究

本文采用高分辨率人体电磁辐射模型和非均匀网络时域有限差分法(FDTD),通过比较人体模型在防护前后全身平均比吸收率SAR的变化,建立了防护材料对人体防护性能的评价方法。利用此方法,针对不同频率、不同入射角度的电磁辐射,对不同防护材料的防护性能进行了评价。结果表明,防护材料的防护性能并不仅仅取决于其屏蔽性能,还与防护方式、照射方式等密切相关。局部防护方式对被防护的器官有良好的防护效果。相对于水平照射,斜向上照射时,防护效果较差;斜向下照射时,防护效果较好。

胶囊内窥镜无线能量传输系统的人体安全性研究

采用电磁感应方式为体内胶囊内窥镜供能时,人体必然暴露于发射线圈产生的强电磁场中。本研究采用数值计算的方法,在包含62种人体组织、分辨率为0.33 mm×0.33 mm×2 mm的三维真实人体仿真模型上求解人体不同组织在该电磁场中的感应电流密度和比吸收率,并根据国际非电离辐射防护委员会安全性标准对其进行安全性评估。结果表明,发射功率为25 W,谐振频率为266.5 kHz的能量传输系统产生的电磁场对人体是安全的。本研究为无线能量传输系统奠定了生物安全性基础。

人体头部吸收手机及无线路由器辐射的FDTD仿真

建立一个简易的人体头部电磁模型,并基于时域有限差分方法(FDTD),利用XFDTD软件仿真计算手机和无线路由器辐射与人体头部相互作用的SAR值,根据ICNIRP提供的公众照射基本限值评估了其安全性。

2.5～6.0GHz信号的体内植入式信道特性分析及建模

该文采用基于有限积分法（FIT）的3D电磁（EM）仿真工具以及源于男性活体CT及MRI切片图像构建的3维人体电磁模型,分析研究2.5~6.0 GHz电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率（SAR）特性,考察该频段信号在人体内外通信的有效性并建立相应的信道数学模型。分析结果表明：采用2.5~6.0 GHz频段信号实现人体植入式生物医学电子设备无线通信是可行的、安全的;所建立的改进型幂律函数信道模型能较好地描绘该频段信号在人体内的路径损耗特性,在2.5 GHz和6.0 GHz频率处信道模型与电磁计算结果的均方根误差（RMSE）分别为2.78 dB和8.30 dB。

植入式生物医学电子的UWB无线通信可行性建模研究

为考察超宽带(UWB)实现植入式生物医学电子设备无线通信的可行性及信道传播特性,基于男性活体CT及MRI切片图像,构建了一个频率范围在1～10.8 GHz的高分辨率三维人体电磁模型,考虑了85种不同人体组织或器官的电磁特性参数;将模型嵌入基于有限积分法(FIT)的三维电磁仿真软件进行电磁计算,考察电磁波在人体内的路径损耗及比吸收率特性。实验结果表明:该模型能较好地描绘真实人体的电磁特性,信号在人体内的衰减随频率的升高及植入深度的加深而加重;在植入深度达160mm时,3.5 GHz信号的路径损耗为75 dB;参考功率为27 dBm时,人体对3.5 GHz信号的比吸收率在安全值范围内;证实了采用UWB频段内的3.5 GHz实现植入式生物医学电子无线通信的可行性和安全性。