佩带式贴片天线与人体的相互作用的研究.doc

佩带式贴片天线与人体的相互作用的研究 创新性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处, 本人承担一切相关责任。 本人签名:丝≥立盘 日期塑嚣拗 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全 部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 本人签名: 导师签名: 。。。。’。。。‘。。’。‘。。。。。。。。。‘’。‘。。。卜‘ 摘要 . ?????????????????????? 摘要 本文用时域有限差分法研究佩戴式贴片天线与人体的相互作用,频 带范围为~ 。本文研究的天线可作为超高频射频识别系统中的标签天 线,是型缝隙贴片天线,根据天线介质基片及其与人体接触方式的不同分为六 种。其中,介质基片分为两种,其相对介电常数分别为.和。介质基片与人 体的接触方式有三种,一种是直接把人体作为接地板,一种是通过导体接地板与 人体接触,最后一种在导体接地板之后加一层介质与人体接触。人体模型选择在 相关研究中广泛应用的人体模型,其建立包括几何参数和电磁参数的确定。 根据教授等建立的人体模型三维数组,通过编程使人体模型得以在商用软件 中直接调用。根据我们研究的频带范围和人体组织的色散特性,通过解一 阶方程,确定人体模型的电磁参数,包括单频和参数。 天线与人体的相互作用研究分为两个方面,一方面是人体对天线的作用,以 天线的阻抗、方向图、参数和作用距离为参考。首先给出在仅有天线情况下其 性能参数,然后给出在单频和参数人体模型作用下天线的性能参数,通过 比较分析人体对六种天线的作用,对比分析了各种天线性能参数的优劣。对其中 一种天线研究了人体与天线相对位置变化对天线性能参数的影响。另一方面是天 线对人体的作用,以人体组织的比吸收率为参考。首先给出六种天线辐 射下人体值,找出条件相同情况下对人体辐射剂量最小的天线,给出天线与 人体相对位置变化对人体值的影响。最后综合考虑天线的性能参数和对人体 的辐射,确定最优的天线,给出一个应用实例。 分析上述结果可得出:人体对天线的工作有明显影响,六种天线的性能参数 在人体作用下均有明显变化,特别是直接把人体当做接地板的两种天线变化更为 明显;在人体作用下,天线阻抗随频率的变化更平缓,在人体一侧的辐射强度变 弱,参数值变小;天线与人体相对位置的变化对天线方向图和作用距离无明显 影响,对阻抗和参数有一定影响,当天线下移 时,阻抗变化较为平缓, 参数值较小;天线与人体相对位置的变化对人体值有一定影响,合理选择 天线的位置可有效减小人体所受的辐射剂量;直接把人体当做接地板的两种天线 的综合性能优于其它四种天线,其参数值在我们研究频段内较小,作用距离较 远,对人体辐射较弱;在人体作用下,六种天线在矽平面上辐射强度的分布 基本一致。 关键词: 时域有限差分 缝隙贴片天线 人体模型 比吸收率 ... . . ., ,, , 多.砀 .. ., . 抖. ,. .. ..,,舶, .,. .,. . .. .,’. 觚. 灯 ,.锄 艉 仕觚 , . . , 觚. 鹬 】锄. ~ 丘 .锄..』/目录 目录 第一章绪论??. .研究背景及内容 ..研究背景. ..射频识别技术?. ..研究内容. .研究方法及目的 ..研究方法. ..研究目的.. 第二章算法简介。 . 算法基本原理?.. ..麦克斯韦方程和元胞 ..直角坐标中的算法??.. . 算法的几点要求.. ..数值稳定性??. ..吸收边界条件?. ..近一远场外推? ..激励源? 第三章天线的性能参数及比吸收率? .天线的性能参数??.. ..阻抗?. ..增益方向图.. 参数?. ..作用距离 .比吸收率??.. ..电磁辐射危害? ..比吸收率 第四章模型建立 .贴片天线模型 . 人体模型的几何参数?. .. 文件 ..三维数组转换为格式 .. 人体模型几何参数的确定??~佩戴式贴片天线与人体的相互作用研究 . 人体模型的电磁参数?。 ..人体电磁参