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《北京邮电大学》 2009年
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无线电手持设备的射频辐射机理及绿色设计的研究

易敏  
【摘要】: 目前,诸如手机和无绳电话等无线电手持设备已经成为人们生活中必不可少的一部分,由此引起的电磁暴露问题也日益受到公众的广泛关注。无线电手持设备作为低功率的发射机,其天线紧贴人体头部,产生的感应场和辐射场可能会过量照射人体头部而对人体造成伤害。如何评估和避免其电磁辐射对人体的伤害,一直是学术界研究的热点,也是本文的主要研究内容。通过本文的研究工作,力争为开展生物电磁学实验和制订合理的非电离辐射卫生防护标准提供参考,为绿色环保型无线电手持设备的开发提供有益的指导。 本文在综合国内外相关领域研究成果的基础上,应用电磁场与天线相关理论以及计算电磁学的数值方法,从射频电磁暴露评估关键技术、无线电手持设备天线设计与优化、儿童与成人头部吸收无线手持设备辐射电磁能量差异等方面进行了深入研究。研究内容包括无线电手持设备与人体相互作用的数值建模和仿真,比吸收率测量系统关键技术的研究、以及RFID读写器天线的仿真和优化等方面的工作。 研究工作的主要创新点如下: (1)采用蒙特卡罗方法得到电场探头校准的高置信水平(置信概率)对应的置信区间。在整个测量范围内,肖特基检波二极管的压缩特性导致电场探头测量结果的非线性。因此,在电场探头用于电磁剂量学测量前,必须对电场探头进行校准并分析其不确定度。蒙特卡罗方法使用概率密度函数来分析电场探头校准的不确定度,避免了采用“测量不确定度表示指南”中的规则评估不确定度引入的近似,从而可以精确求解电场探头校准的高置信水平对应的置信区间。 (2)通过数值仿真和实验测试研究工作在UHF频段的双频平面倒F天线的电磁辐射在SAM头部模型中产生的比吸收率(SAR)分布情况。由于双频平面倒F天线(PIFA)天线能够同时工作在900MHz和1800 MHz的移动通信频段,因此在手机中得到了广泛的应用。论文利用时域有限差分法仿真分析了人体头部在PIFA天线近场的能量吸收机制,得到人体头部内的SAR分布。测试结果与仿真结果进行了比对分析。 (3)为了克服平面倒F天线的两个谐振点频率相差大、带宽较窄的缺点,论文提出了一种新型射频识别读写器天线。该天线的两个工作频段的中心频点分别位于我国分配给射频识别技术(RFID)使用的两个超高频频段内。该天线很好地缓解了天线带宽增加和天线效率下降的矛盾,在我国为RFID分配的频段内具有较高的天线效率。在ISO/IEC推荐RFID使用频段内的反射损失小于-10dB,天线的相对带宽达到17%以上,能够工作在ISO/IEC推荐使用的频段内,达到实际应用的要求。论文采用最大暴露允许值(MPE)评估该手持RFID读写器天线电磁辐射特性。 (4)利用数值仿真技术分析儿童头部与成人头部吸收无线电手持设备辐射电磁能量的差异。通过数值仿真分析了以往研究存在差异的主要原因,重点研究了天线和人体头部模型间的有效距离、手机的不同放置位置及仿真结果归一化处理对研究结果的影响。为进一步研究手机的绿色设计进行了有益地探索。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN929.53

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王伟;;射频识别(RFID)技术及其应用的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年02期
2 焦培南,李乐伟,肖抗抗,李超峰;长椭球介质人头模型中的场分布[J];电波科学学报;2000年01期
3 王亚洲;苏东林;肖永轩;丁轲佳;;宽频带正方形微带贴片天线的设计[J];微波学报;2006年S1期
4 李明星,张广求;微带天线的宽带设计综述[J];无线电工程;2003年11期
5 王聪敏,高向军,夏冬玉;宽带微带天线技术的探讨[J];现代电子技术;2003年08期
6 陈鹏;房少军;;一种计算效率优于XFDTD电磁仿真软件的方法[J];系统仿真学报;2007年02期
7 陈晓怀,薄晓静,王宏涛;基于蒙特卡罗方法的测量不确定度合成[J];仪器仪表学报;2005年S1期
8 刘智敏;用MC仿真计算不确定度[J];中国计量学院学报;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓燊;;基于ZigBee的无线传感器安防报警系统[J];安防科技;2010年10期
2 张玉发;吕跃广;孙晓泉;刘春恒;;一种基于叉型电磁带隙结构微带天线设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年02期
3 李道铁;裴进明;;一种偶极子背馈的室内三频段微带贴片天线[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年01期
4 朱小三;吴先良;;一种宽波束微带贴片天线的实验研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年05期
5 王伟;林顺英;代峰燕;刘志红;;测控技术与仪器专业人才培养模式的研究与实践[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2009年02期
6 周晓明,赖声礼;手机与人体系统近场的研究综述[J];安全与电磁兼容;2002年06期
7 吕英华;;EMC仿真分析及数值模型设计[J];安全与电磁兼容;2011年04期
8 李树广;赵彦峻;徐诚;;随机服务系统在装备需求预测与决策建模中的应用[J];兵工自动化;2011年02期
9 黄忠华,崔占忠,徐清泉,白玉贤;无线电引信定向探测技术[J];兵工学报;1996年01期
10 刘章发,吕善伟,李世智;改进的宽频带微带天线的设计方法[J];北京航空航天大学学报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 张艳梅;王玥;左启耀;李峰;;基于光子晶体的新型卫星导航微带天线[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 李立勋;周力;孙广富;赵帮绪;;一种宽波束圆台型双频微带天线的设计和实现[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 李妍;刘瑞祥;;毫米波微带天线的研制[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
5 柴舜连;尹家贤;姚德淼;;介质覆盖对微带贴片天线复谐振频率的影响[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
6 尹家贤;刘克成;宋学诚;;一种新型中等增益微带天线阵[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
7 邴伟华;张凤志;;嵌于MMIC表面的微带型矩形贴片的辐射特性与天线阻抗[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
8 廖斌;张锡年;吴鼎;;一种医用椭圆型微带辐射器的研究[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
9 姜立军;张雪霞;;双层缝孔耦合微带天线的阻抗特性[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
10 张荣桥;张胜辉;曾令儒;;圆贴片微带天线[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓鹤鸣;雷电冲击电压下两相体放电特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 赖生建;计算电磁学中的径向基无网格法[D];电子科技大学;2010年
3 田徵;辽宁省能源消耗及碳排放规律研究[D];中南林业科技大学;2010年
4 刘静娴;小型化天线设计及其可重构技术的研究[D];浙江大学;2011年
5 胡亮;基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用[D];浙江大学;2010年
6 焦鹏;导弹制导仿真系统VV&A理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 向道朴;微多普勒回波模拟与微动特征提取技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 王瑞宝;汽车线束寄生参数和串扰预测研究[D];吉林大学;2011年
9 邓力;宽频天线小型化设计理论及圆极化微带天线研究[D];北京邮电大学;2010年
10 孙思扬;基于改进遗传算法的小型化宽带微带天线设计[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵广瑞;方向回溯天线设计技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨祁;超宽带天线新型应用与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王浩轩;微带天线展宽频带的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王化宇;基于时域有限差分法的微带结构电磁兼容研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 肖鸿;异向介质基本结构分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李磊;超高频RFID读写器天线设计技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘佳;带有降液管的多元精馏建模与仿真平台的开发[D];大连理工大学;2010年
8 郭志强;水声通信算法半物理仿真平台的设计与开发[D];中国海洋大学;2010年
9 付靖娟;光子晶体结构微带天线及双频微带天线的设计[D];江西师范大学;2010年
10 胡俊;双频印刷天线的设计与实现[D];苏州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 李彩红;;无线射频识别(RFID)技术及其应用[J];广东技术师范学院学报;2006年06期
2 马中华;陈朝阳;杜勇;;RFID技术在集装箱跟踪中的应用[J];甘肃科技;2007年01期
3 薄晓静,陈晓怀;基于MATLAB的不确定度合成[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年10期
4 果文力;;射频识别技术在物流配送领域中的应用[J];合作经济与科技;2007年03期
5 叶荣华;金华;;用RFID识别电子商务时代[J];中国水运(学术版);2006年04期
6 董玉良 ,田步宁 ,纪奕才;宽频带双层微带天线研究[J];微波学报;2002年01期
7 陈雅娟,龙云亮;小型宽带微带天线的研究进展[J];系统工程与电子技术;2000年07期
8 刘智敏;统计t分布的新计算与应用[J];中国计量学院学报;2004年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李国庆;安少赓;张夏;邹东屹;;不同制式手机SAR值测试与分析[J];电信网技术;2010年01期
2 王淑华;无线电话的电磁辐射及管理[J];安全与电磁兼容;2004年04期
3 陈波;;手机电磁辐射的研究及对人体影响[J];中国新通信;2008年17期
4 陈波;;手机电磁辐射的研究及其对人体的影响[J];通信技术;2009年03期
5 林志信;;绿色设计[J];中国工程师;1994年01期
6 孙奎洲,戴国洪;金属材料绿色设计评价模型软件开发[J];机床与液压;2005年03期
7 张英海;王卫东;董宇;周凯捷;;电磁辐射对移动通信系统影响的研究[J];电信科学;2007年01期
8 朱辉杰;;绿色设计:21世纪企业和设计师的责任——SolidWorks大中国区技术经理胡其登谈绿色设计与设计软件之间的关系[J];CAD/CAM与制造业信息化;2009年11期
9 张莹;;绿色设计引领创新[J];中国制造业信息化;2009年24期
10 ;惠普工作站绿色设计大赛企业组十强、个人组周冠军诞生[J];CAD/CAM与制造业信息化;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;环境电磁幅射对机体影响及防护[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
2 郑伟;;测量不确定度在血站ALT检测中的应用[A];中国输血协会第五届输血大会论文专集(摘要篇)[C];2010年
3 常媛媛;;电磁生物效应及安全防护标准[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
4 韩宇南;吕英华;杜鹃;王海兰;;计算机显示器CRT的电磁辐射对人脑产生的生物效应研究[A];全国非电离辐射与电离辐射生物效应及防护学术研讨会论文汇编[C];2004年
5 周旭;;主从式电磁辐射自动测试系统[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 王德文;姚华;朱茂祥;彭瑞云;王水明;左红艳;高亚兵;徐新萍;陈建奎;张志毅;董波;张飒;;三种波段电磁辐射致大鼠睾丸损伤效应及精子生成过程障碍机制研究[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
7 刘芳;宋锋;;三等量块中心长度校准测量不确定度评定[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
8 王琦;郭国祯;曾丽华;任东青;马福成;王晋;庞轶兵;郭鹞;;电磁辐射后大鼠血脑屏障改变恢复时相的研究[A];第十二届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2002年
9 谢泽元;杨蓉;;单片机受电磁辐射时的灵敏度[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
10 马向能;孙张群;冯骏;;测量不确定度分析在操纵性试验中的应用[A];2004年船舶水动力学学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国消费者报 武晓黎;手机电磁辐射国标是否值得期待[N];中国消费者报;2005年
2 胡慧平;绿色设计潮涌汽车工业[N];中国环境报;2003年
3 王沛霖;联想:绝不为降低成本而牺牲绿色设计[N];中国计算机报;2008年
4 记者 秦盖;绿色设计——实现工业可持续发展[N];民营经济报;2007年
5 朱炼张福昌;绿色设计带来挑战和机遇[N];中国质量报;2007年
6 李佳;绿色设计的外衣 华丽背后有隐忧[N];中华建筑报;2006年
7 陈晓凤;绿色设计中汽车生命终结后如何涅槃[N];中国汽车报;2001年
8 本报记者 吕佳琪;平衡成为绿色设计的核心[N];中国房地产报;2010年
9 本报记者 刘荷清;松下洗衣机率先实现绿色设计、制造[N];消费日报;2005年
10 胡慧平;绿色设计汽车工业新潮流[N];中国商报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 易敏;无线电手持设备的射频辐射机理及绿色设计的研究[D];北京邮电大学;2009年
2 王晋;2450MHz电磁波对细胞转化和热休克蛋白的影响及其机理的研究[D];第四军医大学;2006年
3 张英海;自适应双工技术研究[D];北京邮电大学;2007年
4 樊宽刚;轿车发动机点火系统电磁辐射研究[D];吉林大学;2011年
5 陈文学;煤岩细观损伤电磁辐射理论模型及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
6 李方义;机电产品绿色设计若干关键技术的研究[D];清华大学;2002年
7 韩宇南;计算电磁学和并行算法解决生物电磁学关键技术的研究[D];北京邮电大学;2007年
8 付京斌;受载组合煤岩电磁辐射规律及其应用研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
9 周晓明;移动电话与人体系统建模及其数值模拟研究[D];华南理工大学;2004年
10 杨懿;泵测量不确定度及可靠性的试验研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金梦笔;手机电磁辐射的时域有限差分法分析及应用[D];浙江大学;2006年
2 李晓峰;基于FDTD方法的手机电磁辐射数值模拟[D];河北工业大学;2007年
3 郑占旗;人体中心网络微带天线设计和比吸收率研究[D];北京邮电大学;2009年
4 王亚楠;电磁生物效应与电磁环境监测系统[D];北京邮电大学;2007年
5 吕文;手持无线通信设备电磁辐射比吸收率仿真和实验研究[D];北京邮电大学;2007年
6 李永卿;北京地区典型地域电磁辐射环境分析[D];北京工业大学;2004年
7 胡卫军;构筑数码艺术设计的平台[D];吉林大学;2005年
8 张良;绿色设计中材料选择关键技术和方法研究[D];合肥工业大学;2005年
9 吕义;基于实例推理的机电产品绿色设计方法研究[D];合肥工业大学;2006年
10 张琛;基于量产化的圆竹家具设计的可行性研究[D];东华大学;2006年
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