车载手机无线充电模块对人体电磁辐射安全性的仿真评估

采用电磁仿真软件FEKO建立人体模型、手机无线充电模块以及汽车车身的联合仿真模型,运用矩量法(MoM),计算手机无线充电模块在工作频率为127.82 kHz时,人体内部感应电场强度、比吸收率(specific absorption rate,SAR)以及外部磁场分布,并与相关标准限值进行对比,分析主驾位置人体模型的电磁辐射安全性。研究表明:汽车内手机无线充电模块在搜寻手机的过程中,所产生的内部电场和SAR剂量均未超过ICNIRP和IEEE规定的水平,驾驶员位置的磁场强度也未超过较为严格的国标GB 8702-2014限值。通过仿真分析预测了人体在车内的辐射剂量水平,能够帮助人们更好地了解所处的电磁场环境对人体健康的影响。

人体对手机辐射吸收剂量的仿真研究

基于时域有限差分法在两种电磁辐射源作用下,对人体组织的局部比吸收量分布进行了数值分析计算,并利用三维数值电磁仿真软件对人体局部的比吸收率分布进行了仿真分析计算。结果表明,人体组织对电磁辐射吸收剂量的分布极不均匀,它与辐射频率、辐射强度、暴露时间以及人体组织的导电率、介电常数等多种参数有关。仿真研究表明减少手机表面电流、避开人体谐振频率可以减少人体的比吸收率。

利用FDTD法计算人体对手机辐射的比吸收率(SAR)

利用FDTD法计算人头部对手机电磁辐射的比吸收率.首先建立手机辐射的电磁模型和人体头部非均匀块状电磁模型,然后计算手机距人体头部不同距离时比吸收率在人头部内的分布,并根据国家的电磁安全标准对计算的结果进行了分析.

电磁辐射作用下人体比吸收率的研究

从电磁学的玻印廷矢量和麦克斯韦场方程出发,推导了人体组织比吸收率的近似表达式,并讨论了生物电磁效应的机理.

MIT无线输电系统电磁辐射特性研究

采用全波矩量法及两步准静态算法研究了MIT无线输电系统取得最大传输效率时谐振线圈的磁场和电场分布,并通过HFSS有限元仿真软件定量分析了人脑对该系统电磁辐射的吸收情况。研究结果表明,系统输入功率为400 W时,谐振线圈的最大磁场和最大电场分别为9.376 3×10-3 A/m,1.52×102 V/m,磁场强度符合国际非电离辐射保护委员会规定的标准值,电场强度则大于规定标准值;在距发射线圈100mm处,人脑局部吸收辐射率最大值为7.038 9×10-6 W/kg,小于国际非电离辐射保护委员会规定的标准值。

基于EBG结构的2.45 GHz可穿戴天线设计

针对现有可穿戴天线SAR值(比吸收率)较高问题,采用传统天线与EBG结构(电磁带隙结构)相结合的方法,使用常见的牛仔布料和毛毡布料分别作为天线介质基板材料和EBG结构基板材料,同时对天线结构和EBG结构的参数逐一进行优化。设计的天线工作频带为2.34~2.76 GHz,完全覆盖了ISM频段2.420 0~2.483 5 GHz(免费频段),同时中心频率2.6 GHz处的S11(回波损耗)值为-33.5 dB,其中-10 dB左右的带宽为0.42 GHz,最后通过HFSS软件建立人体组织模型进行仿真。结果表明,设计的天线结构合理稳定,具有良好的回波损耗性能和较宽的带宽,SAR值由原来的9.6 W/g降至0.48 W/g,大幅降低了天线对人体的辐射。研究结果可用于无线体域网的研究及实际应用。

手机近场辐射的人体效应

手机的辐射对人脑的影响一直是人们关注的话题。首先建立手机辐射的电磁模型和人体头部电磁模型,利用FDTD法在900 MHz工作频率下模拟计算了人体与天线手机系统的辐射,并分析手机辐射对人体的影响。研究发现:在靠近人体模型一侧,人体模型内部,电场的减小速度较磁场明显;手机约有40.4%的幅射能量被人体模型吸收,其中头部吸收的电磁能量占总吸收能量的54.4%。

电磁辐射对移动通信系统影响的研究

本文从电磁辐射对人体影响的角度分析了移动通信系统的传输特性,论证了在电磁辐射约束的条件下,单用户的上行链路相对于单用户的下行链路更容易达到传输能力饱和。随着上下行链路传输能力的增长,系统将会越来越表现出单用户的上行容量受限,而单用户的下行链路却拥有更大的传输速率余量和更大的发射功率余量,单用户的上下行链路具有显著的非对称传输特性,并在此基础上探讨了提高上行链路传输容量的方法。

手机低频电磁辐射研究

本文为了研究手机的低频电磁辐射情况,利用麦克斯韦电磁学理论与比吸收率之间的关系,提出了一种简化的测试模型。基于该模型,采用低频电磁场辐射测试仪,对几款常用的手机进行了低频磁感应强度测试实验。测试结果表明:1.这几款手机均符合国家的公众曝露控制限值的标准,但有些测试值超出了部分其他国家的标准;2.手机在无网络情况下低频辐射最小;3.手机与人体的距离越远,低频辐射越小;4.手机在不充电时低频电磁辐射小于充电时的低频电磁辐射。根据测试实验结果,提出了降低手机低频辐射的建议。

小型化EBG结构双频牛仔可穿戴天线

实现了一种基于电磁带隙(EBG)结构的可穿戴牛仔天线,用于2.45 GHz和5.8 GHz双频段无线体域网(WBAN)通信。天线采用牛仔布料作为EBG结构基板和天线的介质基板,优化了天线的可穿戴性能;将天线分别在X方向和Y方向上进行弯折测试,通过对比其仿真和实测的结果,天线仍可满足可穿戴的需求。

电动汽车无线充电系统对人体及体内植入器件电磁安全研究

无线电能传输技术被广泛应用于电动汽车无线充电领域。该文建立了无线电能传输系统、人体及体内植入器件的仿真模型,完成了电动汽车无线充电系统对人体及体内植入器件的电磁安全研究。研究表明,人体在位于电动汽车无线充电系统三种不同位置处的人体平均比吸收率分别为1.7×10-3W·kg-1、0.067×10-3W·kg-1和6.2×10-3W·kg-1,均满足国际非电离辐射防护委员会导则的安全指标。人体器官与植入器件由于电磁热效应所导致的温升均低于人体正常自我调节阈值,说明人体在电动汽车无线充电过程中是安全的。

微波传能发射系统电磁辐射安全性研究

无线传能系统工作时在周围空间会激发高频电磁场,因此对无线传能系统有较高的电磁兼容性指标要求.文中通过对无线微波传能系统发射天线周围环境的电磁辐射进行建模和分析,以及微波传能基站对周围环境的电磁影响,研究了无线微波传能发射端周围空间电磁辐射的安全性.发射功率为500 W时,通过计算人体头部的比吸收率值,根据国际射频暴露的安全导则,基于理论分析和仿真实验界定了人体电磁暴露的安全区域,划定基站天线主波束、旁瓣、后瓣的安全距离分别为25m.3m、2m,并给出了无线微波传能基站部署的参考方案,对于无线微波传能的实际应用具有重要的参考意义.

手机电磁辐射研究

根据电磁学理论和比吸收率SAR测量模型,简化手机电磁辐射测量方法,用手机近场辐射的磁感应强度值来衡量手机电磁辐射水平,通过对大量手机在不同使用状态下的磁感应强度值进行实验测量和数值分析,得到手机电磁辐射的一些规律,发现接通瞬间的手机辐射要比正常通话时的辐射强数倍,品牌手机的辐射相对要弱,移动时接打电话的手机辐射比静止时的强.根据测量结果,提出了减少手机电磁辐射对人体影响的对策和建议.

不同制式手机SAR值测试与分析

介绍了各种主流移动通信制式的手机样品抽样SAR值测试的情况,并对测试结果进行了分析和研究。

应用于体域网通信的低SAR值天线设计

提出了一款加载EBG反射板且工作于ISM波段2.45 GHz的天线系统,可应用于体域网通信。采用单极子天线作为辐射主体,利用梯度馈线结构和地板蚀刻环形缝隙的方法调节天线端口匹配;在天线底部加载一块2×2阵列的风车型EBG反射板结构用以提升天线增益性能并增强与人体之间的隔离。仿真结果表明,风车型EBG反射板的加载能够提升天线增益和前后比的幅度分别为4.5 dBi和17 dB,对人体组织SAR值缩减达到95%以上,且加载反射板之后天线系统整体尺寸约为0.46λ。测试结果显示:天线工作带宽为65 MHz,中心频点2.45 GHz处回波损耗为-20 dB,在人体不同部位测试时辐射性能稳定,实测结果与仿真结果较为吻合。

无线电话的电磁辐射及管理

文章就有争议的无线电话的电磁辐射对人类的危害性以及国际上如何对其辐射进行管理等方面进行了介绍和论述。

基于人体动态姿势的比吸收率研究

现有的电磁辐射研究工作存在的缺陷是通过计算人体静止状态时的比吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)来反映人体组织吸收电磁辐射的强度,但没有对人体处于运动状态时的SAR进行分析。为了克服该缺陷,首先建立了步行和跑步两种三维人体运动模型并将每一个完整的运动状态拆分成9帧,再使用半波偶极子天线模拟可穿戴装置,设定频率分别为0.9GHz、2.4GHz和5GHz,计算每一个运动帧的SAR值。结果表明,SAR不仅随着频率的增大而增大,还会受到姿势变化的影响,整个运动过程中SAR值会随着姿势地改变而波动剧烈。

5G移动通信频率对人体比吸收率仿真

5G新空口标准中将引入毫米波通信用来提高数据传输速度和容量。为了确定在使用毫米波通信时对人体辐射影响,利用时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)研究了26 GHz的移动终端对心脏和下肢组织电磁辐射影响。将移动终端26GHz毫米波8 8阵列天线分别放置在心脏组织正前方10mm处和右侧下肢离地高800mm、正前方10mm处对组织进行辐射,并以此来计算对应位置的比吸收率。研究结果表明,阵列天线对心脏组织及下肢组织的比吸收率均低于国际安全标准,且下肢部位的比吸收率要低于心脏部位。

植入式医疗器件通信与充电场景的电磁辐射安全研究进展

植入式医疗器件常采用无线方式与外界通信或进行电源补给,一方面,它的存在将改变体外辐射源在人体组织内的电磁场分布,从而可能加剧电磁辐射水平;另一方面,它本身就是辐射源,将在人体组织内产生电磁辐射。许多国家和国际组织以比吸收率来衡量电磁辐射对人体的影响大小,并以此制定了电磁辐射的安全限值。本文就植入式医疗器件通信与充电场景的电磁辐射安全国内外研究进行了综述,重点讨论了电磁辐射比吸收率研究的电磁场计量学方法、相关模型和影响因素等。最后,对数值计算和实验测量方法进行了讨论和比较,分析影响比吸收率的重要因素,为含植入式医疗器件的人体组织电磁辐射比吸收率研究方法的选择及植入式医疗器件的最优工作频率、功率限值等参数的工程设计提供参考。