基于转发节点的无线体域网动态信道研究

无线体域网(wireless body area network,WBAN)的信道特性对于传输速率、传输质量以及连接鲁棒性有很大影响.当前的研究主要是假设人体处于理想状态(静止状态)时的信道特性,这与实际情况中的动态信道不相符合,理想状态下的信道特性也不能反映人体真实的信道特性.为了使WBAN的研究能够更好地应用于实践,建立了步行和跑步两态三维成年男性的人体动态模型,在人体不同部位部署传感器节点模拟无线信道,并在适当部位引入转发节点,在2.4 GHz时计算对比不加转发节点和加入转发节点对动态信道特性的影响.仿真结果显示,人体姿势变化对无线信道特性有很大影响,姿势变化幅度越大对信道特性的影响越大;基于转发节点的信道路径损耗要小于未进行转发的信道路径损耗,合理部署转发节点的位置能极大改善人体处于动态环境下的信道特性,提高通信可靠性.     

移动通信终端电磁辐射对人体影响的FDTD分析

从分析移动通信终端电磁辐射对人体作用机理开始探讨 ,通过应用FDTD方法对最易受到天线辐射影响的人体头部进行分析 ,确立了用SAR值分布曲线及三维分布图来分析移动通信终端电磁辐射在人体的吸收情况 ,得出了减少SAR值的直接有效方法 ;对比了天线模型在空气介质和人体模型介质两种情况下的电场分布曲线 ,获知人体存在降低了天线的辐射水平 ,影响了通话质量     

基于时域有限差分法的手机辐射计算分析

采用时域有限差分法,构建了手机与人体相互作用的模型.在频率为1 800 MHz下计算了手机上涂敷碳纳米管复合物吸波材料前后对电磁辐射的比吸收率SAR,并由此得到天线辐射方向图.计算结果表明：手机上涂覆碳纳米管CNTs复合物吸波材料可以降低手机比吸收率值,对天线辐射方向图影响很小.     

振动载荷下腰椎间盘力学响应的仿真分析

为研究振动载荷对腰椎间盘力学性能的影响,采用有限元方法,对人体腰椎间盘L3/L4节段在不同振动频率和振动幅值作用下的力学响应进行仿真分析,并与静载荷下的响应进行比较.发现:振动幅值相同时,振动都不同程度地增大了腰椎间盘的蠕变,振动频率越高,蠕变越大;振动幅值越大,振动频率对蠕变的影响越明显.椎间盘组织的Mises应力受振动频率的影响较小;孔隙压力随着振动频率的增加下降速度有所降低.应变增大时,应力松弛随频率的增加略有减小.因此长期处于振动载荷下,特别是频率较高时,更容易造成纤维环损伤.     

2.45GHz柔性可穿戴织物天线的设计与研究

基于柔性织物基体石墨烯/聚苯胺填充PDMS制备柔性导电复合材料,提出一种工作于2.45GHz的柔性织物天线,旨在提升人体中心通信系统中柔性天线的穿戴舒适性.阐述柔性织物天线的拓扑结构、制备流程及性能特点,通过尺寸优化可实现2.45GHz中心频率处实测回波损耗为-22.6dB,-10dB带宽为165MHz,增益方向图与仿真结果保持良好的一致性,同时,建立的天线接近人体模型,研究了天线距人体组织不同位置处SAR值及辐射性能.提出的柔性织物天线及制备方法为可穿戴设备无线通信中柔性天线的设计提供了一种解决方案.     

左手材料SRR在手机辐射防护中的作用

通过建立开口环状谐振器(SRR)手机与人体相互作用系统的数值仿真模型,应用时域有限差分法计算人体内辐射剂量的比吸收率(SAR)值,并由天线方向性图分析SRR对手机通信质量的影响,研究了左手材料SRR对减少手机电磁辐射的防护效果.结果表明,在手机中置入SRR后,每克和每10克人体生物组织的平均SAR峰值降幅在50%以上,而辐射场强度最大降幅不超出10 dB.说明使用左手材料SRR可以明显降低手机对人体造成的辐射危害,对手机通信性能的影响在可接受的范围内.     

2.45GHz柔性微带天线的设计及传感特性

设计一种共面波导馈电的2.45 GHz柔性微带天线, 通过在高频结构仿真(HFSS)软件中构建3层人体组织模型（皮肤 脂肪 肌肉）, 仿真分析人体组织对天线关键参数的影响, 优化柔性天线的结构参数, 并研究柔性微带天线在弯曲状态下的传感性能. 测试结果表明: 天线中心频率在2.40 GHz处的回波损耗为-26 dB, 工作频带为2 030~2 770 MHz; 天线弯曲时中心频率发生偏移, 可应用于测量弯曲状态下的不同曲率半径.     

嵌入频率选择表面的薄层宽带磁性吸波材料研究

介绍一种在两层磁性材料之间嵌入频率选择表面的薄层复合吸波结构的宽带吸收特性.频率选择表面由金属方环阵列和低耗介质板构成,其上层、下层磁性材料为不同电磁参数的羰基铁复合物.不加频率选择表面的传统磁性吸波材料若想在宽带取得良好的吸收效果,需要较大的厚度和面密度,导致其应用范围受限.引入频率选择表面能够增强复合吸波结构的吸收频带,并有效减薄吸波结构的厚度.在阻抗匹配条件下,电磁能量主要通过金属单元的欧姆损耗和底层磁性材料的磁损耗进行吸收.为了验证该复合吸波体的吸波性能,在电磁仿真软件HFSS 15.0上搭建模型,而后根据仿真结果对结构参数不断进行优化.最终的仿真结果表明,复合吸波材料厚度为2 mm,2 GHz处反射率可达-5.5 dB,在3.4 G～9 GHz频段反射率为-10 dB,在9 G～18 GHz频段反射率依旧达到-8 dB以下.而无频率选择表面的复合吸波材料,在同等条件下,虽然峰值吸收率较大,但在12 GHz以上吸波性能快速恶化,难以满足宽带吸波的要求.因此,含频率选择表面的复合吸波体具有吸收频带宽的优势,具有广泛的应用前景.     

平板抗电磁辐射材料反射性能的研究及设计

给出了抗电磁辐射平板吸收材料的反射系数公式,并利用MATLAB软件进行了优化设计.设计结果表明,只要选取μ和ε较小值的电磁损耗平板材料就可以使频率在2-18GHz的电磁波的后向反射率达到5dB的工程要求.同时本文的研究和设计方法也为工程上材料的选择与设计具有很好的指导性.     

线性节理对岩石电磁辐射传播的影响

基于岩石压电效应,依据应力波下电场值的表达式及应力波在节理处的透射解,获得垂直入射应力波作用下产生的电磁波在线性节理面前后的强度关系,并且研究节理参数、岩体电性参数以及入射波频率对电磁辐射传播过程中强度的影响.研究结果表明:电磁辐射的强度随节理初始刚度增大而增大,随频率增大而减小;电磁辐射强度随黏性系数的增加先减小后增大,这与黏性系数变化过程中所导致的电阻率的变化相关;电磁辐射强度随黏性系数变化的同时还受到频率的影响;当节理面两侧岩体性质不同时,电磁辐射强度的变化同时受到多种参数的影响,情况变得更加复杂.     

电磁能在人体不同组织中的积蓄及其影响因素

该文从经典电动力学的玻印廷矢量和麦克斯韦场方程推导出了人体组织比吸收率的一般表达式 ,根据表达式中三个基本的复数电磁参量在不同生物组织、不同频率下的可能取值 ,讨论了三个复数电磁参量对生物组织比吸收率的影响。结果表明 ,在非磁性组织中 ,当f<0 .5GHz时 ,电磁损耗主要是组织电导率决定的 ;当f>0 .5GHz时 ,随频率升高介电损耗变得更为重要。某些人体组织 (如脑组织 )中含有微小的磁性物质 ,通过估算发现这些磁性体的比吸收率是周围非磁性组织的 4 0 0多倍。     

Investigation of a Novel Compact Microstrip Antenna for Radiotelemetry Capsules Based on FDTD

The objective of this paper is to design a microstrip patch antenna for the miniature electro-capsule communicating with external recorder at 915 MHz located in Industry, Science, and Medical (ISM) bands. Microstrip antenna design parameters, resonance characteristics and radiation patterns are evaluated using the finite-difference time-domain (FDTD) method. The effects of location of feed point and human body are analyzed, and the radiation performances of the proposed antenna are estimated in terms of radiation patterns. Finally, specific absorption rate (SAR) computations are also performed, and the peak 1-g and 10-g SAR values are calculated. According to peak SAR values, the maximum delivered, power for the designed antenna was found so that the SAR values of the antennas satisfy ANSI limitations.     

金属边框眼镜对手机辐射剂量的影响

基于医学解剖学人体模型,建立包括头部和手部的人体电磁模型,通过数值模拟计算,在垂直和旋转两种手机操作方式下,分析了配戴金属边框眼镜对人体所受手机天线电磁辐射剂量的影响.结果表明:配戴金属边框眼镜会导致手机天线对人体辐射的比吸收率明显增加,尤其是对人眼的比吸收率增幅可达到1倍以上,但所有计算值未超出目前公认的国际非电离辐射防护标准.     

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.     

无线网卡天线的仿真计算与性能分析

提出了一种适用于无线网卡上的印刷单极子天线结构,使用基于矩量法(MOM)的高频电磁场仿真软件IE3D对天线进行了仿真计算,并分析无限大基片介质与有限大基片介质对天线性能的影响.设计出的天线在回波损耗为-10 dB时,带宽为727 MHz;在2.4 GHz~2.483 5 GHz内的驻波比小于1.4,增益达到1.9 dBi,辐射效率和天线效率分别为98%和95%.     

一种适用于火灾检测的低旁瓣共形天线

设计一种应用于33 GHz频段具有金属栅格的天线阵列,通过泰勒线源激励幅度的设计方法引入栅格结构,用来减少天线的旁瓣电平,加强了天线的抗干扰能力.最终的天线阵列由6个天线阵元在y轴方向上叠加而成,叠加后天线阵列辐射能力得到了增强.最后通过电小平面分析法对栅格天线进行了共形,从而减少天线的体积,并且使天线阵列更好地贴合检...     

共面波导馈电的超宽带天线设计

文章设计了一种共面波导馈电的小型平面超宽带天线。天线由树形辐射单元和共面波导构成,体积小,在工作带宽内具有稳定的方向特性。利用电磁仿真软件对影响天线性能的主要参数进行了仿真、分析和优化,得到了天线的理想尺寸。对优化后的超宽带天线进行制作和测试,测试结果显示天线的工作带宽为3～11GHz。测试结果与仿真结果吻合,从而证明利用共面波导馈电的超宽带天线设计方法的有效性。     

新型宽频带微带天线的设计与仿真

提出了一种新型的适合在ISM 2.45 GHz频段的无线通信和RFID等领域应用的N形微带贴片天线,该N形微带天线采用共面波导馈电,具有小型化、宽频带的特点。为了进行比较,建立了采用同轴馈电的N形微带天线以及采用共面波导馈电的E形微带天线,借助电磁场仿真软件Ansoft HFSS 10.0进行仿真。文中给出了天线反射损耗及辐射方向图的仿真结果,通过比较可以看出,在中心工作频率2.45 GHz处,相对带宽达到了20%,尺寸减小了25%。该设计具有一定的参考价值。     

单极手机天线电磁辐射的数值模拟

在建立手机辐射的电磁模型和分层球型人脑模型基础上,利用时域有限差分法计算了900 MHz频率时单极手机天线作用下人脑内比吸收率的分布,重点讨论了在不同通话情况下手机距人体头部不同距离时人脑中比吸收率的分布情况。计算结果表明:手机距人体头部越近人脑内比吸收率值越大,当戴有金属边框眼镜或在金属壁旁通话时,人脑内比吸收率会有不同程度的增加。