Взаимодействие антенны персонального средства связи с моделью головы пользователя

• Автор: Козлов, Сергей Андреевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 129 с. : ил.

1. Постановка задачи, обзор литературы
* 1.1 Проблема воздействия на пользователя мобильных средств связи
1.2 Обзор литературы по проблеме воздействия мобильных 11 телефонов на организм человека
1.3 Обзор литературы по решению задачи о возбуждении сферических образований
1.4 Выводы
2, Решение задачи об электромагнитном возбуждении многослойного сферического образования
2.1 Геометрия задачи
2.2 Решение задачи о возбуждении сферического образования
2.3 Характеристические части функций Грина для частных случаев слоистой сфери- 26 ческой структуры
2.4 Выводы
3. Антенные характеристики вибратора вблизи многослойного сферического образования
3.1 Определение поля в дальней зоне и диаграммы направленности вибратора
3.2 Определение сопротивления излучения вибратора
3.3 Поляризационные характеристики вибратора
3.4 Проблемы получения численных результатов
3.5 Численные результаты
3.6 Выводы
4, Поглощение электромагнитной мощности в слоях сферического образования
4.1 Определение напряженности электрического поля в слоях сферического образо- 76 вания
4.2 Расчет распределения значений коэффициента SAR в слоях модели
4.3 Численные результаты 81,
4.4 Выводы

Заключение

библиографический список использованной литературы
Приложения

Метод тензорной функции Грина в задачах электромагнитного возбуждения

Подпрограмма расчета последовательности функций Бесселя комплексного переменного

Актуальность темы
В последние годы в промышленно развитых странах наблюдается значительный рост использования электромагнитных волн во всех сферах деятельности человека. Растет процент населения, практически постоянно подвергающегося облучению, в связи с развитием телевидения, радиовещания и персональных мобильных средств связи. Кроме чисто технических проблем: распределения и регистрации частот, вопросов электромагнитной совместимости, серьезно ставится вопрос об экологическом воздействии электромагнитных излучений на организм человека. Здесь следует отметить две ситуации. Во-первых, долговременное, слабое по уровню электромагнитное облучение, действующее на гражданское население. Это облучение от персональных средств связи, телевидения, радиовещания, бытовой техники, промышленных установок. Во-вторых, мощное, кратковременное облучение, действующее на обслуживающий персонал радиолокационных станций и передающих центров. Такое облучение также возможно в период чрезвычайных ситуаций. Все перечисленное заставляет рассматривать проблему прогнозирования и контроля электромагнитного облучения как государственную задачу большой важности.
Исследовательские работы проведены в следующем направлении. Осуществлен расчет поглощения электромагнитной мощности моделями органов человека, в первую очередь моделью головы. Модель составляется на основе анатомических данных с учетом зависимости электрофизических параметров отдельных слоев и частей живых тканей (кожи, костной части, цереброспинальной жидкости, мозга и др.) от частоты. Результатами этой части работы явились рекомендации по наиболее безопасным способам пользования персональными средствами связи, определение рисков, связанных с ухудшением здоровья пользователей.
Особое место в ряду данных технических систем занимает сотовая связь. В частности, расположение антенны подвижного средства связи, работающего в режиме приема-передачи вблизи жизненно важных органов человека — пользователя персональным средством связи, повысило опасность влияния электромагнитного излучения. Проблема недостаточно исследована. Нет достоверных статистических данных по электромагнитному воздействию на организм человека.
Существующие темпы роста числа абонентов этого вида связи в России значительно опережают все оптимистические прогнозы. Так, по разным оценкам конца XX века (прогноз 1999 г.), число абонентов в России к 2010 г. должно достигнуть 5-7 миллионов, однако уже сейчас их количество превысило 20 миллионов [1, 4]. Ожидается, что в ближайшие 3-4 года темп роста объема услуг сотовой связи увеличится, что обеспечивается быстрым развитием инфраструктуры сетей сотовой связи.
Средства радиосвязи развиваются уже на протяжении столетия. Сотовый же телефон стал массовым только в последние пять лет, и столь короткого промежутка времени явно недостаточно для того, чтобы делать выводы о степени его влияния на людей.
Прямые экспериментальные исследования электромагнитного взаимодействия тела человека и антенны мобильного телефона представляют определенную опасность для здоровья. В этих условиях корректное моделирование проблемы и использование расчетных данных могут сыграть значительную роль в решении вопроса.
Перейдем к краткой характеристике материалов, изложенных в главах.
В первой главе рассматривается проблема воздействия носимых средств связи на пользователя, освещена актуальность проблемы в аспекте современной ситуации на телекоммуникационном рынке России. Рассмотрены основные электрофизические модели головы человека, как наиболее подверженного электромагнитному облучению со стороны сотового

На рис. 3.5 приведена зависимость составляющей напряженности электрического поля по основной поляризации при фиксированных значениях азимутальных углов (ф = 0п (Fop l), ф = 45° (Fop 2), ф = 22.5п (Fop 3). ф = 67.511 (Fop 4), ф = 90° (Fop 5)) от угла в. Частота равна 900 МГц, антенна расположена на расстоянии 2 см от поверхности сферы.
Гф_1(х> F 7 593x10
х ч і
/ / / / / , ■ : ;
V У ' _.. л % _ } і '£ у 4 ;
. '■
0.3 1 13 2 2.5 3
в, рад
Рис. 3.5. Зависимость составляющей напряженности электрического поля по основной поляризации Еоп от в
На рис. 3.6 приведена зависимость кросс-поляризационной составляющей при фиксированных значениях азимутальных углов (ф = 45° (Ркр_1), ф = 22.50 (Ркр_2). ф = 67.5п (Ркр З)) от угла в.