Дифференциальный метод определения удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии жидкого фантома

Рассмотрены методы измерения параметров электромагнитного излучения, определяющих поглощаемую телом человека долю электромагнитной энергии при использовании малогабаритных носимых и нательных электронных устройств. Один из важнейших рассматриваемых параметров – удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Предложен метод определения удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии для жидкого фантома. Метод исследован с помощью компьютерного моделирования и экспериментального измерения параметров микрополосковой патч-антенны, расположенной на эллиптическом цилиндре и работающей в системе беспроводной медицинской нательной компьютерной сети.  Суть метода заключается в измерении повышения температуры жидкости фантома, подвергшегося воздействию электромагнитных волн, создаваемых микрополосковой патч-антенной за заданное время. Однородный (гомогенный) жидкий фантом создан в результате изменения процентного содержания соли и сахара в 250 г воды, кожный фантом – процентного содержания воды в 200 г глицерина. Предложенный метод измерения удельного коэффициента поглощения электромагнитной энергии позволяет исключить необходимость приобретения дорогостоящего комплекта диэлектрических зондов, что демонстрирует экономическую эффективность рассмотренного метода. Результаты экспериментальных измерений соответствуют результатам компьютерного моделирования.

1. Kumar V., Gupta B. Wireless Personal Communications. 2017, vol. 97, pp. 5865–5895. https://doi.org/10.1007/s11277-017-4815-x

2. Самойлов В. О., Владимиров В. Г., Шарова Л. А. Радиобиология неионизирующих и ионизирующих излучений: учебное пособие. СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2011. 207 c.

3. Кудряшов Ю. Б., Перов Ю. Ф., Рубин А. Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения: учебник для вузов. М.: Физматлит, 2008. 184 с.

4. Rano D., Hashmi M. IET Microwaves, Antennas and Propagation. 2019, vol. 13, no.7, pp. 1031–1040. https://doi.org/10.1049/iet-map.2018.6021

5. Rano D., Hashmi M. S. 2016 Twenty Second National Conference on Communication (NCC). 2016, pp. 1–6. https://doi.org/10.1109/NCC.2016.7561201

6. Яргин С. В. О биологическом действии электромагнитного излучения радиочастотного диапазона // Сибирский научный медицинский журнал. 2019, 39(5). C. 52–61. https://doi.org/10.15372/SSMJ20190506

7. Яргин С. В. К вопросу о биологических эффектах электромагнитного излучения радиочастотного диапазона // Техника. Технологии. Инженерия. 2017. № 3(5). C. 14–19.

8. Gao Y., Ghasr M. T., Nacy M., Zoughi R. In IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Feb. 2019, vol. 68, no. 2, pp. 512–524. https://doi.org/10.1109/TIM.2018.2849519

9. Januszkiewicz Ł., Hausman S. 2015 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP). 2015, pp. 1–4.

10. Kiminami K., Iyama T., Onishi T., Uebayashi S. In IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. Nov. 2008, vol. 50, no. 4, pp. 828–836. https://doi.org/10.1109/TEMC.2008.2004608

11. Okano Y., Sato T., Sugama Y. In IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. June 2010, vol. 59, no. 6, pp. 1705–1714. https://doi.org/10.1109/TIM.2009.2022449

12. Okano Y., Shimoji H. In IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. Feb. 2012, vol. 61, no. 2, pp. 439–446. https://doi.org/10.1109/TIM.2010.2045939

13. Okano Y., Ito K., Ida I., Takahashi M. In IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. Nov. 2000, vol. 48, no. 11, pp. 2094–2103. https://doi.org/10.1109/22.884200