不锈钢丝机织物屏蔽效能及手机近场下人脑防护的仿真研究

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随着电子技术的快速发展,电子产品和通讯设备的使用日益增加。这些设备在工作时会不同程度的产生电磁波,造成电子产品之间的相互干扰,同时还污染人类生存的空间,危害人类的健康,因此发展屏蔽材料势在必行。不锈钢长丝包芯纱织物不仅具有较高的电磁屏蔽性能,而且能满足质量轻、柔韧性好、抗折皱性强等服用性要求,因而受到研究者的广泛关注。对于导电织物屏蔽效能的研究大多是在远场下进行的,很少有人在近场下研究影响屏蔽效能的因素。近场和远场下电磁波特性相差很大,研究表明,近场下电磁辐射对人体的危害远大于远场,因此研究近场下屏蔽织物的屏蔽效果十分重要。手机作为最常见的近场辐射日益引起了人们的关注。当手机通话时,人脑处于近区辐射场。对于近区辐射场,手机可能产生相当强的辐射,而实验表明,在一定的电磁辐射条件下,可在人体组织中产生生物学热效应或非热效应,从而可能对人体健康构成潜在的危害。近场辐射下,电磁波对人体的危害到底有多大,电磁防护服是如何防护人体免遭电磁波的伤害?这都是值得我们研究的问题。   基于此背景,首先本文以不锈钢长丝包芯纱屏蔽织物为研究对象,利用大型多物理场有限元COMSOLMultiphysics软件在远场下系统的分析了不锈钢长丝的半径,嵌织间距和电磁波极化方式在不同频率下对屏蔽效能的影响。仿真结果表明:在远场下极化方向、半径、嵌织间距和频率对屏蔽织物都有显著地影响。同时对部分仿真模型进行了实验验证,结果表明:实验结果与仿真吻合的较好。   其次,本文利用仿真软件COMSO1分析了手机天线频率在835MHz下,人脑内比吸收率(SAR)和温度的分布情况。通过改变人头与手机之间的距离来探究近场下距离对人头的防护效果。同时,对电磁屏蔽面料屏蔽人脑前后人脑吸收电磁波的情况进行了仿真分析,对比屏蔽前后人脑SAR和温度升高值来说明电磁辐射面料对人体的防护作用。本文还研究了在近场情况下电磁屏蔽面料的电导率、网格间距和厚度对屏蔽效果的影响。结果表明:近场下,随着电导率的增加,厚度的增大和网格间距的减小,电磁屏蔽面料的屏蔽效果增加。通过与远场比较,得到远场和近场下影响屏蔽效果的因素基本一致。
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