可穿戴天线对手臂辐射问题仿真与分析(2)
时间:2019-05-10 22:47 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
在本文中，一个穿戴在身体上的双频微带天线，具有柔性基板包含了2.45 GHz和5.8 GHz的无线局域网（WLAN）工作频率. 1.2 手臂模型研究背景及意义 当今生活中，移动通信不但正在加速改变着人们的生活，而且由于其日益普及所造成的电磁辐射也给人们的健康带来了一定的影响，其中手机辐射对人体的健康影响已经是全社会所关心和讨论的热点话题，而现今在环保成为人们对未来世界发展的共识时，对于这一问题的争论，可以说这可能在相当程度上对移动通信业的发展产生影响.在电子电路中，交变电路会向其周围空间放射电磁能，从而形成交变电磁场.电磁场对人体产生的作用主要是致热效应和非致热效应.电磁场的致热效应是指当人体暴露于较强的电磁辐射时，除一部分反射回空间外，其余的就会被组织吸收，被吸收的电磁能量就转化成热能，人体内有极性分子，也有非极性分子.极性分子在电场作用下，正，负电荷向相反方向运动而极化，在交变极化和取向过程中都会由于碰撞和摩擦而产生热.如果电磁场强度较大，由于极性分子在电场作用下，正、负电荷向相反方向运动而极化，在交变极化和取向过程中都会因为碰撞和摩擦而产生热，那么转化的热能就会越多，就会产生热效应，然而人体70% 以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作. SAR值是指在外电磁场的作用下，人体内将产生感应电磁场.由于人体各种器官均为有耗介质，因此体内电磁场将会产生电流，导致吸收和耗散电磁能量.生物剂量学中常用SAR来表征这一物理过程. 峰值空间的平均SAR值，这是基于人体内的电磁场分布，已被广泛用于确定射频辐射是否对人体健康有危害.世界上大多数的国家已经建立了最大SAR限制，包括IEEE Std.1528-2003和 IEC 62209-1.然而，一个严格和精确的电磁仿真需要花费很长的计算时间和需要一个非常强大的计算机资源. 因此,在本文中用CST仿真模拟天线对手臂的影响，计算其SAR值，并且比对人体的SAR值标准，从而确定该天线的电磁辐射是否会对手臂产生危害. 第2章 可穿戴天线理论分析 更广泛来讲，天线是一种用来发射或接收无线电波或电磁波的电子器件.天线应用于广播和电视、点对点无线电通信、雷达和太空探索等系统.天线通常在空气和外层空间中工作，也可以在水下运行，甚至在某些频率下工作于土壤和岩石之中.从物理学上讲，天线是一个或多个导体的组合，它可因施加的交变电压或交变电流而产生辐射的电磁场，或者可以将它放置在电磁场中，由于场的感应而在天线内部产生交变电流并在其终端产生交变电压. 2.1 天线的主要参数 天线相关的主要参数在天线设计中起着重要的作用，天线的参数主要分为电路特性参数和辐射特性参数两种来衡量天线的性能[5]. 2.1.1 频带宽度 频带宽度是指手机的接收和发射天线都在一定的频率范围内工作[5].在工作频段内，天线性能在各个点上稍有差异，但都在可接受范围内. 2.1.2 方向图 天线的辐射方向图是天线在空间中辐射的电磁波能量分布不均，辐射参量随空间位置变化的图形[5].一般说来，方向图指功率通量密度或场强振幅的空间分布. 空间中电场矢量和磁场矢量互相正交，为方便比较，需规定方向图特性的参数，主要有方向性系数、波束宽度和旁瓣电平等. 2.1.3 辐射强度 每单位立体角内由天线辐射出的功率称为辐射强度U[5]，单位为W/Sr（瓦/立方弧度）.辐射强度可以由下式定义： （2.1） (责任编辑：qin) |