手机辐射电磁场分析及天线的改进

论文摘要

随着手机使用量的不断增加,人们对手机电磁辐射的关注也越来越密切,对手机电磁辐射方面的研究也变得越来越重要。由于手机的使用靠近人体头部,对人体存在潜在的危害,因此,研究手机天线对人头的辐射及对天线进行电磁屏蔽成为研究的一项重要课题。目前,比吸收率SAR是比较公认的电磁辐射的计量标准,但是标准的限值并没有统一,期望可以通过对本论文的研究为SAR限值标准的统一提供数据支持。本论文对手机外置天线——单极天线、内置天线——平面倒F型天线建立电磁仿真模型,对人头建立三层球模型,采用时域有限差分算法对人头内部的比吸收率进行仿真,研究在900MHz、1800MHz两种频率下,距人头1cm、2cm、3cm情况下的比吸收率并得出SAR分布图。在相同工作频率相同距离下对两种天线进行分析,选择出辐射较小的天线PIFA进行电磁屏蔽,本论文仅在900MHz工作频率时,距离人头1cm情况下,分析屏蔽后的SAR,并得出相应的SAR分布图。对不同情况下的SAR峰值及分布情况进行比较分析,得出以下结论:(一)频率相同距人头距离也相同时,PIFA天线对人头的辐射比单极天线要小。例如PIFA天线在900MHz、离人头1cm时,人头每克组织吸收的SAR值比单极天线在相同情况下时要小。(二)PIFA天线和单极天线对人头的辐射有共同的规律:随着离人头距离的增加,辐射减少。(三)对PIFA进行电磁屏蔽,SAR值有明显的降低,不同的材料防辐射的能力是不同的。由于时间和个人知识的有限,本课题只是对电磁辐射进行了初步研究,为今后继续研究提供了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 研究背景及意义
• 1-1-1 比吸收率的研究背景及研究意义
• 1-1-2 天线的研究背景及意义
• 1-2 国内外的研究情况
• 1-2-1 对SAR 的研究情况
• 1-2-2 天线的研究情况
• 1-3 本文的研究内容
• 第二章 时域有限差分法
• 2-1 引言
• 2-2 时域有限差分法的方程
• 2-3 数值稳定性
• 2-4 边界条件
• 2-5 本章小结
• 第三章 人头部及手机天线的建模
• 3-1 人头电磁模型的建立
• 3-2 手机天线电磁模型的建立
• 3-2-1 单极天线模型
• 3-2-2 PIFA 模型
• 3-3 本章小结
• 第四章 手机天线对人头部电磁辐射的研究
• 4-1 模型计算参数的设定
• 4-1-1 人头部电磁参数
• 4-1-2 初始条件的设定
• 4-1-3 网格的优化
• 4-2 900MHz 情况下对人头电磁辐射的研究
• 4-2-1 单极天线距人头1cm、2cm、3cm 时的SAR
• 4-2-2 PIFA 型天线距人头1cm、2cm、3cm 时的SAR
• 4-2-3 数据总结
• 4-3 1800MHz 情况下对人头电磁辐射的研究
• 4-3-1 单极天线距人头1cm、2cm、3cm 时的SAR
• 4-3-2 PIFA 型天线距人头1cm、2cm、3cm 时的SAR
• 4-3-3 数据总结
• 4-4 本章小结
• 第五章 对手机天线的改进
• 5-1 引言
• 5-2 屏蔽体的设置
• 5-3 人头模型内部的SAR
• 5-4 本章小结
• 第六章 论文总结
• 6-1 论文的主要工作及成果
• 6-2 需进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果