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时域无线发射机辐射致热效果精密建模

收藏本文 2024-01-22 点赞:4728 浏览:13051 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文旨在探讨处于435MHz频率辐射下人体头部所产生的热效果。首先利用商业软件Xfdtd6.3对对讲机模型、眼球模型、头部模型和手部模型建模。对讲机模型以摩托罗拉CP1200为模板建立,包含外壳、天线、电池、PCB板几个主要部分。眼球模型包含8种组织,基本上对人体眼球做了最精细的划分。头部和手部模型的建立选择在类似探讨中广泛利用的Zubal人体模型来实现,通过编写程序对Zubal教授等建立的人体模型三维数组进行处理,得到本论文需要的而且能够在Xfdtd6.3直接调用的模型。其次,利用三维旋转技术对人体模型进行组合,并且设定人体各种组织在435MHz频率下的电磁参数。利用Xfdtd6.3对组合后的模型进行计算,对模型利用了不均匀网格的剖分,将眼球的分辩率设定为0.25mm,人体其他组织的分辨率设定为1mm,以求得在连续正弦波辐射下人体头部的SAR分布情况。最后,基于生物热传导方程及其边界条件利用C语言编写了非均匀网格的温度计算程序,计算温度场分布及其随时间变化的规律。在C语言程序中,针对于本论文中所利用模型的一些情况做了一些特殊处理,包括各种组织边界的处理、人体头部截面的处理、非均匀网格剖分过渡区域的处理等。这样做即能真实的反映出人体头部各种组织的温升情况,又能有效的突破计算机内存的限制,减少计算时间。在本论文探讨的辐照模型中,当频率为435MHz,入射功率为0.5W时,人体皮肤的最后温度为33.7416℃,眼角膜的最后温度为32.6168℃。人体皮肤和眼角膜由于电磁辐射所引起的温升分别为0.0409℃和0.0412℃,而且可以发现皮肤和眼球组织的平均温升相对于其他组织要高很多。关键词:时域有限差分法论文比吸收率论文对讲机论文人体模型论文

    摘要3-4

    Abstract4-7

    第一章 绪论7-13

    1.1 生物电磁学介绍7-9

    1.1.1 生物电磁学的探讨内容7

    1.1.2 电磁辐射的危害7-8

    1.1.3 生物电磁剂量学8-9

    1.2 本论文探讨背景及工作内容9-13

    1.2.1 探讨背景9-10

    1.2.2 本论文主要探讨内容和特点10-13

    第二章 时域有限差分算法介绍13-21

    2.1 时域有限差分法基本原理13-17

    2.1.1 麦克斯韦旋度方程13-14

    2.1.2 Yee元胞14-15

    2.1.3 FDTD离散方程15-17

    2.2 时域有限差分算法的几个重要不足17-19

    2.2.1 数值稳定性与色散17-18

    2.2.2 激励源18-19

    2.2.3 时域有限差分算法边界条件19

    2.3 时域有限差分算法的突出特点19-21

    第三章 模型建立21-35

    3.1 对讲机模型构建21-24

    3.1.1 天线模型21-23

    3.1.2 对讲机模型的建立23-24

    3.2 头部及手部模型构建24-29

    3.2.1 整个人头模型25-28

    3.2.2 半个人头模型及手部模型28-29

    3.3 人体眼球模型29-31

    3.4 模型的组合策略31-35

    3.4.1 三维旋转31-33

    3.4.2 模型的组合33-35

    第四章 生物热传导方程及编程计算35-45

    4.1 生物热传导方程35-38

    4.1.1 生物热传导方程35

    4.1.2 热传导边界条件35-37

    4.1.3 生物热传导方程的差分形式37-38

    4.2 算法编程38-45

    4.2.1 温度算法实现历程38-41

    4.2.2 温度算法的关键性处理41-45

    第五章 数值结果浅析45-51

    5.1 SAR数值浅析45-48

    5.1.1 细胞比吸收率45

    5.1.2 生成sar文件45-46

    5.1.3 SAR值结果浅析46-48

    5.2 温度计算结果48-51

    第六章 总结与展望51-53

    6.1 工作总结51

    6.2 下一步探讨倡议51-53

    致谢53-55

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