Волновое уравнение для амплитуды электрической напряженности 
в
каждом слое принимает вид:
(6.4)
для 
с
граничными условиями
(6.5)
для внутренних слоев и с граничными условиями
(6.6)
для окаймляющих слоев, где 
–
амплитуда падающей волны.
Сферические модели описывают воздействие ЭМИ на голову животного и человека в области частот, где невозможно пренебречь кривизной поверхности [2, 11, 12, 42].
Область применимости. Длина волны должна быть сравнима с диаметром моделируемой сферы. Так, в литературе описаны сферические модели для расчета SAR при частотах излучения в диапазоне от 50 МГц (модель облучения головы крупного животного) до 10 ГГц (модель облучения головы лабораторного грызуна). Для моделей головы человека наиболее подходящими является диапазон 200, 0 МГц – 2,5 ГГц.
Описание модели. Первыми сферическими моделями были гомогенные модели головы. Позже появились слоистые модели. Количество слоев варьировалось от трех ( кожа, костная ткань, мозг ) до семи ( кожа, жировая ткань, мышечная ткань, костная ткань, твердая мозговая оболочка, спинномозговая жидкость ). Радиус сферы изменялся от долей сантиметра (грызун) до 25 сантиметров (крупное млекопитающие). Типичный радиус головы взрослого человека принимался равным 6 – 10 см. Величина SAR рассчитывалась исходя из рассеяния Ми на диэлектрической сфере [6].
Целью большинства выполненных работ было отыскание частот, на которых происходит образование «горячих точек». Дополнительно к SAR был введен параметр Se – относительное эффективное сечение поглощения, определяемый как отношение мощности, поглощенной телом, к мощности, падающей на его поперечное сечение в плоскости, перпендикулярной плоскости волны [11, 12]. В области горячих точек значение Se превышает единицу и свидетельствует о локальном разогреве ткани. Появление горячих точек наблюдается на резонансных частотах. Для типичной слоистой модели головы человека с радиусом 7 см наблюдается несколько областей резонансных частот в диапазоне 300 МГц – 2.5 ГГц. Отметим, что рассчитанные резонансные частоты для модели головы близки к рабочим частотам современных сотовых телефонов.
Эллипсоидальные модели описывают взаимодействие ЭМИ со всем телом человека или с отдельными частями, анатомически похожими на цилиндр (руки, ноги, пальцы и др.) [2, 11, 12, 43, 44, 45, 46].
Область применимости. Для «стандартного» человека (рост 175 – 180 см, вес 70 – 80 кг) область применимости эллипсоидальной модели находится в диапазоне 5 – 400 МГц.
Для цилиндрических моделей тела область применимости приблизительно та же, что и для эллипсоидальных моделей. Для моделей конечностей диапазон варьируется от метрового до сантиметрового диапазонов (порядка 30 МГц – 10 ГГц).
Описание модели. Тело человека представляется как мышечный цилиндр (эллипсоид). В случае слоистой модели цилиндр состоит из слоя кожи, жировой ткани, мышечной ткани и внутренностей. Чаще всего мышечную ткань и внутренности объединяют в один вид диэлектрика, костную ткань не учитывают (малый занимаемый объем).
Цилиндрические модели имели большое значение для развития представлений о поглощении энергии ЭМИ телом человека. Отметим некоторые важные результаты.
1) В отличие от слоистых и сферических моделей для цилиндрических и эллипсоидальных моделей важной характеристикой излучения является направление поляризации ЭМИ относительно трех осей эллипсоида. В общем случае возможно 6 ориентаций эллипсоида относительно векторов поля. Было установлено, что максимальное поглощение наблюдается в случае, когда вектор E параллелен длинной оси эллипсоида (оси цилиндра) (рис. 6.3).
2) Установлено, что диапазон резонансных частот для всего тела человека приходится на 70-80 МГц.
3) На моделях цилиндрического типа было впервые проверено влияние заземления и наличия отражающих поверхностей на величину поглощенной мощности.
Рисунок 6.3 Ориентация векторов E и B, при которой наблюдается максимальное значение поглощаемой мощности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.