РусскийРУС   EnglishENG
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

У зв'язку зі значно збільшеним використанням електромагнітної енергії, за останні півстоліття склалася досить вагома обставина забруднення навколишнього середовища — електромагнітні випромінювання техногенного походження [1, 2]. Її появі передувало як вдосконалення технологій передачі даних і енергії, дистанційного контролю та спостереження, так і розвиток ряду інших технологічних процесів.

На початку 90‑х років з'явилися нові види персональної та стільникової комунікацій, а також відбулися зміни в самій структурі джерел електромагнітних випромінювань. Пов'язано це було з початком використання нових діапазонів частот радіо‑ і телемовлення, розвитком різних засобів радіоспостереження, радіозв'язку і так далі. Характерною рисою таких джерел є утворення зони рівномірного радіопокриття, яка веде до збільшення електромагнітного фону навколишнього середовища, що в свою чергу негативно впливає на здоров'я людини.

Аналіз даної проблеми виявив, що з безлічі даних антропогенних факторів, превалює вплив засобів мобільного зв'язку на біологічні об'єкти, що викликає різні функціональні відхилення, які згодом призводять до розвитку патологічних змін.

1. Актуальність теми

Всесвітня Організація Охорони Здоров'я (ВООЗ) одним з небагатьох світових проектів реалізує Міжнародний електромагнітний проект (WHO International EMF Project), що показує, наскільки дана проблема значима в міжнародному масштабі. При цьому всі розвинені країни реалізують свої програми з вивчення впливу електромагнітних випромінювань на людину і навколишнє середовище. Еволюціонуючи, живі організми зуміли адаптуватися до певного рівня електромагнітного випромінювання, але при його різкому підвищенні відбувається напруга адаптаційно‑компенсаторних можливостей організму. Впливаючи довготривало, даний фактор може їх виснажити, що призведе до незворотних наслідків на системному рівні. Безперечна актуальність даної проблеми та її висока соціальна значимість лягли в основу написання даної магістерської роботи.

2. Мета і задачі дослідження

Метою дослідження є побудова адекватної моделі взаємодії надвисокочастотного (НВЧ) випромінювання мобільного телефону з головою користувача.

Основні задачі дослідження:

  1. Побудова моделі голови людини на основі усереднених анатомічних даних, моделювання мобільного телефону.
  2. Розрахунок питомого коефіцієнта поглинання електромагнітної енергії (SAR) в шарах моделі голови людини з вибором частот випромінювання, відповідним найбільш поширеним стандартам стільникового зв'язку.
  3. Моделювання впливу локального нагрівання тканин від НВЧ‑випромінювання мобільного телефону.
  4. Пошук і виявлення чинників, при яких високочастотне випромінювання від мобільного телефону чинить найменший вплив на здоров'я людини.
  5. Порівняння результатів моделювання програмного продукту з результатами інших дослідників і винесення загального вердикту.

3. Характеристика антропогенних джерел електромагнітного випромінювання

Всі існуючі джерела електромагнітного випромінювання можна умовно розділити на дві групи [3].

1. Джерела низькочастотних випромінювань (0–3 кГц).

Ця група включає в себе те, що пов'язано з виробництвом, передачею та споживанням електроенергії — електростанції, трансформаторні підстанції, лінії електропередачі, електронну техніку в будинках і офісах, включаючи персональний комп'ютер, залізничний транспорт на електроприводі, а також міський електротранспорт.

2. Джерела низькочастотних випромінювань (від 3 кГц до 300 ГГц).

Дана група більш обширна, до неї відносять джерела прийому і передачі інформації — телебачення, радіо, аматорські радіопередавачі, мобільний зв'язок, радіотелефони для виробничих потреб, радіолокаційні станції (РЛС), супутниковий радіозв'язок і навігацію. Також до групи входить технологічне обладнання, що використовує НВЧ‑випромінювання, НВЧ‑печі, електронно‑променеві прилади — монітори, телевізори і так далі. У медицині струми високої частоти застосовуються як для дослідницької діяльності, так і для лікування різного роду захворювань. При цьому створюються електромагнітні випромінювання, які є шкідливим виробничим фактором, і виникає необхідність застосування заходів із захисту від їх впливу.

Основними техногенними джерелами є:

Характерні параметри джерел електромагнітних випромінювань діапазону 3 кГц–300 ГГц наведені у таблиці 1 [4].

Таблиця 1 — Параметри джерел електромагнітних випромінювань діапазону 3 кГц–300 ГГц
Джерело випромінювання Частота випромінювання Відстань до точки випромінювання Рівень ЕМП Потужність джерела
Радіостанції НХ 130–285 кГц 300 м 90 В/м 1,8 МВт
Радіостанції СХ 415–1606,5 кГц 50 м 450 В/м 1,8 МВт
Радіостанції КХ 3,95–26,1 МГц 50 м 121 В/м 750 кВт
Ручні радіостанції 27 МГц 5 см Менше 1000 В/м Кілька Вт
Стільниковий зв'язок 900 МГц–1,8 ГГц 10 см 300 В/м 5–30 Вт
Телевізійні передавачі 47–68 МГц
174–230 МГц
470–890 МГц		 1,5 км 5–20 мВт/м2 100 кВт
Радіостанції FM 87,5–108 МГц 1,5 км 50 мВт/м2 1–100 кВт
Системи охорони 0,9–10 ГГц У зоні дії системи Менше 2 мВт/м2 0,2–20 кВт
Радіолокатори стаціонарні 1–10 ГГц 0,1–1,0 км 0,1–10 мВт/м2 0,2–20 кВт
РЛС 9–35 ГГц 3 м Менше 250 мВт/м2 0,5–1000 кВт

4. Дані медичних досліджень про вплив НВЧ‑випромінювання на біологічні об'єкти

Маються свідчення [5] про вплив електромагнітних випромінювань на процеси окисного фосфорилювання і на швидкість мембранного транспорту. Вплив на рідкі кристали клітинних мембран змінює їх проникність. Вкрай чутлива до електромагнітних випромінювань нервова система, їх вплив добре відбивається на електроенцефалограмі. Електромагнітні випромінювання практично будь‑якого діапазону частот надають дезактивуючий вплив на електричні процеси в корі головного мозку і його підкіркових утвореннях. Виражається це змінами уваги та пам'яті, співвідношення між процесами збудження і гальмування в центральній нервовій системі і уповільненням при вибірці складних рухових стереотипів. Як наслідок, виявляються головні болі, розлад пам'яті і сну, підвищена стомлюваність [6]. Механізм дії різної частоти випромінювань на людину є результатом непрямої дії через центральну нервову систему, можливо його вплив безпосередньо на біоелектричні і біохімічні процеси в органах і тканинах [7].

Ембріо‑ та гонадотропна дія електромагнітних випромінювань виражається в значній мірі. Критеріями зрушень виробляючої системи служать пікноз клітинних елементів сперматогенного епітелію, цитохімічні зрушення, зміни в співвідношенні клітинних форм, гормональні порушення естральної та сперматогенної функцій і інші морфологічні зміни. Дослідження впливу випромінювань на тваринах показують загальну картину — здатність до відтворення у самок знижується, порушується естральний цикл, у сперматозоїдів спостерігається зниження функціонального стану. У мозку експериментальних тварин (собаки, кішки, щури), змінюється структура нейронів, рецепторних і провідникових елементів нервових клітин, їх метаболізм, пошкоджується білковоутворююча система клітини, біологічні мембрани, тобто розвивається мікрохвильова патологія або мікрохвильова хвороба [8–10].

Що стосується людей, то у жінок змінюється менструальний цикл і функція відтворення, що виражається мимовільними абортами і токсикозами вагітності, а у чоловіків відбувається пригнічення гормональної функції гонад [6]. Електромагнітні випромінювання, впливаючи на кровоносну систему, призводять до зниження або підвищення серцевого ритму та артеріального тиску. Дані ефекти не тільки результат прямої дії електромагнітних випромінювань на систему кровообігу, їх також можна розглядати як порушення її регуляції.

5. Мобільний зв'язок як фактор негативного впливу на здоров'я людини

Останні роки характерні інтенсивним розвитком стільникового зв'язку. Може скластися враження, що рівні електромагнітного випромінювання невисокі, але наслідки їх постійного впливу на організм досі не вивчені до кінця. До того ж кількість людей, які купують мобільні пристрої, з кожним роком зростає. В останньому звіті компанії Ericsson, під назвою Ericsson Mobility Report, були опубліковані дані [11] за четвертий квартал 2015 року, в яких вказувалося, що за цей час підключилося 68 млн нових абонентів. І це при загальній кількості активних SIM‑карт в 7,3 млрд. Фактична кількість абонентів мобільного зв'язку по світу близько 4,9 млрд., Все пояснюється тим, що одна людина використовує кілька пристроїв або один пристрій на кілька SIM‑карт. Країни, що лідирують за новими підключень — це Індія (+13 млн), слідом йде Китай (+7 млн), за ним США (+6 млн), М'янма (+5 млн) і Нігерія (+4 млн). Дослідження вказує [12], що на сьогоднішній день в Росії більше 247 млн чоловік користується послугами стільникового зв'язку.

Ситуація в мегаполісах на поточний момент така, що базові станції стільникового зв'язку випромінюють потужність, яку можна порівняти з потужністю всіх радіотехнічних об'єктів, що використовують для своєї роботи частоти від 300 МГц до 30 ГГц і в середньостроковій перспективі перевищить її [13].

Від кількості підключених абонентів в певний відрізок часу залежить потужність, яку випромінює базова станція. Частота випромінювання та її модуляція визначаються стандартами систем мобільного зв'язку. Такі стандарти, як GSM‑900 та GSM‑1800 (таблиця 2) отримали найбільш широке поширення [14].

Таблиця 2 — Діапазон частот і потужність віпромінювання стільникових телефонів і базових станцій
Стандарт Діапазон робочих частот, МГц Максимальна випромінювана потужність, Вт Радіус стільника, км
Базова станція Мобільний телефон Базова станція Мобільний телефон
GSM‑900, цифровий 925–965 890–915 40 0,25 0,5–35
GSM‑1800 (DCS), цифровий 1805–1880 1710–1785 20 0,125 0,5–35

З таблиці видно, що мобільний телефон буде випромінювати тим менше вихідної потужності, чим більш високою буде частота його роботи.

На рахунок впливу електромагнітного випромінювання мобільного телефону на організм людини, знову звернемося до медицини.

Розподіл електромагнітного випромінювання мобільного телефону в просторі істотно змінюється, коли абонент веде по ньому розмова. Людська голова поглинає при цьому від 10,8 до 98% випромінюваної енергії [15].

Зміни біоелектричної активності під дією випромінювань мобільних телефонів — це посилення активності альфа‑2, бета‑1 і бета‑2 активності [16], зменшення амплітуди повільних мозкових потенціалів при опроміненні під час виконання випробуваним завдань [17], зміни дельта‑активності [18]. За допомогою добровольців були проведені експерименти, в ході яких було встановлено, що вплив стільникового радіотелефону погіршує показники виконання завдань, що вимагають підвищеної уваги і маніпуляції інформацією в короткостроковій пам'яті [19].

Під впливом електромагнітного випромінювання мобільних телефонів відбувається зменшення фази швидкого сну, біоелектрична активність мозку в цю фазу змінюється в альфа‑1 і альфа‑2 діапазонах [20]. Дослідники також виявили, що загальна тривалість сну скорочується [21].

При цьому існують роботи, в яких показано відсутність впливу електромагнітного випромінювання на сон і біоелектричну активність мозку [22–24].

Діапазон НВЧ відрізняється своїм впливом на біологічні об'єкти від інших, більш низьких діапазонів радіочастот. Його випромінювання здатні безпосередньо нагрівати тканини організму [25]. Найбільш інтенсивному впливу піддається ділянку голови абонента, яка знаходиться поруч з антеною мобільного телефону. В кінцевому підсумку, крім локальних перегрівів, активність ряду ферментів в тканинах може змінитися, зокрема можливе підвищення активності ферменту NO‑синтетази, підвищення утворення оксиду азоту, що призводить до змін внутрішньо‑ та позачерепної гемодинаміки, що розцінюється як один з механізмів біологічної дії електромагнітного випромінювання [26].

Абоненти мобільних телефонів часто скаржаться на відчуття тепла в області вуха, болі в голові, печіння шкіри обличчя, що тривають близько 2‑х годин після закінчення розмови [27]. Іноді головний біль в тім'яно‑потиличної області з'являється при розмові по мобільному телефону та швидко припиняється після його закінчення [28]. Відзначаються також слабкість, запаморочення, порушення сну, одностороннє порушення чутливості шкіри обличчя, які особливо виражені, якщо стільниковим телефоном користуватися часто і тривало [29, 30].

Окрему увагу слід приділити тому факту, що стандарти безпеки для стільникових телефонів, що діють на сьогоднішній день, були розроблені для дорослого населення і в них не були враховані особливості дитячого організму. Дана проблема була підтверджена ВООЗ, національними властями країн Азії і Європи, Науковим комітетом Європейської Комісії та Міжнародними науковими конференціями по вивченню біологічної дії електромагнітних випромінювань [31].

Що стосується розвитку пухлинного процесу в структурах головного мозку при користуванні стільниковими телефонами, то думки авторів кардинально розходяться. Так [32] не змогли виявити статистично значуще підвищення ризику онкологічних захворювань головного мозку та інших локалізацій. В університеті Манчестера експерти на підставі 10‑річних досліджень встановили, що електромагнітне випромінювання від стільникових телефонів настільки несуттєво, що привести до онкології мозку і будь‑яких інших органів воно просто не може. На їхню думку, дана недуга може виникнути тільки у одного з 10 000 чоловік при користуванні мобільним телефоном протягом 10 років [22]. Цим даним суперечать [33, 34], які показали, що ризик розвитку новоутворень головного мозку збільшується на 30 %, а при використанні стільникового телефону понад 10 років цей ризик підвищується на 80 %. На думку ряду фахівців, потужні електромагнітні випромінювання від стільникових телефонів викликають зміни в клітинах, причому навіть у осіб, які розмовляють ним менше 15 хвилин на добу. Ознаки ураження можуть проявлятися не відразу, а після закінчення 15–20 років і, на думку авторів, до 2020 року кількість людей з пухлинами головного мозку може вирости в 20 разів [35]. У доповіді постійного комітету ПАРЄ декларується, що випромінювання мобільних телефонів і Wi‑Fi негативно впливають на все живе, провокують розвиток пухлин мозку та порушують чоловічу репродуктивну функцію [36]. Все це є свідченням того, що розвиток пухлинного процесу у користувачів мобільних телефонів далеко не вирішена проблема і вимагає продовження довгострокових досліджень [37].

5.1. Заходи профілактики від шкідливого впливу електромагнітних випромінювань, що створюються мобільними телефонами

Як особистих заходів профілактики від шкідливого впливу НВЧ‑випромінювань мобільних телефонів, рекомендується [38]:

  1. Після того, як ви набрали номер, не підносьте одразу телефон до вуха. В цей час йде найбільш сильне випромінювання, так як телефон зв'язується з базовою станцією.
  2. Після 3‑х або 4‑х хвилинної розмови треба давати організму відновитися протягом 20–25 хвилин.
  3. При розмові по телефону знімати окуляри з металевою оправою, наявність подібної оправи, що грає роль випромінювача, може привести до збільшення інтенсивності електромагнітного випромінювання, що падає на певні її ділянки в порівнянні зі стандартною ситуацією.
  4. Використовувати бездротову гарнітуру. Справа в тому, що провідна гарнітура підсилює вплив радіації на вушний канал. Провід від гарнітури не тільки передає випромінювання самого телефону, але й служить антеною для електромагнітних полів ззовні.
  5. Не застосовувати препарат телефон в тісних, обшитих металом приміщеннях, таких як автомобілі і ліфти. Металева оболонка буде працювати як клітина Фарадея, відображаючи випромінювання телефону назад на людей всередині.
  6. Не дзвонити, якщо показник сили сигналу майже на нулі. В цьому випадку телефону доводиться сильніше опромінювати вас.
  7. Не класти телефон в кишеню і не носити його на поясі, поки він включений. Тканини нижній частині людського тіла непогано проводять струм і швидше засвоюють дози радіації, ніж головні тканини.
  8. Багато хто використовує свій мобільний телефон як будильник вранці. У цьому випадку він повинен знаходитися на відстані не менше 50 см. Така відстань значно знижує можливість впливу на людину.
  9. Купувати телефон з низьким рівнем питомим коефіцієнтом поглинання (SAR).
  10. По можливості використовувати SMS, дотримуватися правил етикету користування мобільним телефоном [35, 39].

6. Методика розрахунку за питомим коефіцієнтом поглинання електромагнітної енергії з використанням середовища CST STUDIO SUITE

Людське тіло являє собою діелектрик з великими втратами та сильно ускладнює вирішення електродинамічної задачі. Але саме розрахунок і зменшення потужності, що поглинається в людському тілі під час використання мобільного телефону, знаходиться зараз в числі пріоритетних завдань, і вирішувати його пропонується моделюванням в середовищі CST STUDIO SUITE.

CST STUDIO SUITE — це потужний комплекс [40] від компанії Computer Simulation Technology, за допомогою якого можливо проводити тривимірне моделювання об'єктів різної форми [41]. Створюються тривимірні конструкції кресленням найпростіших геометричних форм і виконанням логічних операцій над ними [42]. Можливий імпорт моделей з сторонніх програм. Накресливши конструкцію, задавши граничні умови і визначивши місце розташування джерел збудження, весь простір завдання розбивається на сітку, після чого в кожній його точці розраховується поле. Найбільш гнучким методом, реалізованим в CST Microwave Studio, що є частиною CST STUDIO SUITE, вважається Transient Solver — це програма розрахунку перехідного процесу, що виконує розрахунок проектованого пристрою в широкому діапазоні частот після розрахунку єдиною перехідної характеристики.

Сучасні НВЧ пристрої за фактом складаються з антени, приймального та передавального радіоканалу, блоків АЦП і ЦАП і цифрової частини. Окремі вузли реалізуються на процесорах і мікросхемах. Саме тому, потрібно проводити дослідження і розробки нових методів проектування, синтезу та аналізу, як окремих вузлів, так і системи цілком.

Залежно від відстані до антени, навколишній простір може бути розділено на ближню зону і зону випромінювання [43]. Кордон далекої зони розташований на відстані:

Формула 1

(1)

де D — найбільший розмір антени;

λ — довжина хвилі.

Ближня область може бути розділена на дві підобласті: область випромінювання і реактивну область. В області випромінювання, розташованої ближче, ніж 2D2 / λ до джерела, потужність випромінювання швидко змінюється з відстанню від антени. Область поблизу антени, де переважають реактивні складові, відома як реактивна область. Закон зміни поля від відстані залежить від типу антени. Для більшості антен, межа переходу між реактивної областю та областю випромінювання знаходиться на відстані (0,2…0,4) D2 / λ.

Численні результати математичного моделювання та експериментальних досліджень показують, що [43]:

Ці результати відносяться до тих частотах, на яких найбільший розмір тіла малий у порівнянні з довжиною хвилі. Так, для антени розміром 10 см, що працює на частоті 900 МГц, і розташованої у вільному просторі, відстань 2D2 / λ дорівнює приблизно 6 см. Це означає, що ближнє поле знаходиться біля джерел випромінювання. Якщо розглядається поле від мобільного телефону в момент розмови, то тоді в цій зоні енергія поглинається в голові людини. Показано, що близько 40–50 % випромінюваної НВЧ потужності перевідбивається між випромінюючої антеною і головою. Велика частина поглиненої потужності концентрується в області, найбільш близькою до антени, в районі голови. Анатомія голови і неоднорідність її тканини впливає на максимальне значення і розподіл SAR в голові користувача стільникового телефону. Однак, сумарна SAR в голові однакова для однорідної або неоднорідної моделі.

Властивості поля в ближній зоні поблизу біологічного об'єкта [43]:

Поле в дальній зоні має вигляд плоскої хвилі незалежно від конфігурації випромінювача. Електричні та магнітні поля пов'язані через повний опір середовища. Перехід ВЧ потужності з повітря в планарну тканину становить 20–60 % на частотах радіозв'язку. Однак ця величина може бути більше і енергія може досягати більшої глибини в тілах з кривими поверхнями. Фактично, ВЧ енергія — резонансна, що поглинається головою в діапазоні 400...1500 МГц, і максимальні значення SAR, або місця локального перегріву, можуть виявитися біля центру голови. Для подовжених тіл, у яких велике відношення висоти до ширини, взаємодія радіочастотної енергії з біологічними системами залежить від поляризації електромагнітної хвилі електричного поля.

Основна ідея розрахунку потужності, що поглинається в голові користувача мобільного телефону, полягає в використанні спеціального режиму виведення результатів розрахунку модуля поля: уздовж лінії (LINE), що перетинає конструкцію наскрізь. В цьому випадку можна розрахувати залежність модуля поля від координати віддалення від антени (рисунок 1).

Корпус телефону покривається з усіх боків пластиком з діелектричної проникністю 2.2. Товщина цього пластика, так само як форма корпусу, впливають на результати моделювання, що є предметом досліджень.

Стільниковий телефон поблизу голови користувача

Рисунок 1 — Стільниковий телефон поблизу голови користувача

За визначенням, питомий коефіцієнт поглинання (Specific Absorption Rate — SAR) електромагнітної енергії — показник, що визначає енергію електромагнітного поля, що поглинається в тканинах тіла людини за одну секунду. Цим показником оцінюється шкідливий вплив мобільних телефонів на людину. Одиницею виміру SAR є Вт/кг.

Коефіцієнт поглинання обчислюється за формулами, наведеними нижче [44, 45].

Якщо відома напруженість поля в тканинах:

Формула 2

(2)

Якщо відома щільність струму в тканинах:

Формула 3

(3)

Якщо відомо підвищення температури в тканинах:

Формула 4

(4)

де Е — електричне поле, В/м;

ρ — щільність тканин людини, кг/м3;

J — щільність струму (в А/м2), викликана електричним і магнітним полями (гранично допустимий рівень для людей, що піддаються подібним діям у професійній діяльності — 10 мА/м2; для інших — 2÷10 мА/м2);

σ — електрична провідність людських тканин, См/м;

c — теплоємність людських тканин, Дж/(кг×К);

dT/dt — тимчасова похідна температури людських тканин, К/с.

Значення SAR визначаються при максимальній потужності роботи стільникового телефону. Як згадувалося раніше, вона залежить від місцезнаходження абонента і буде тим більше, чим гірше якість зв'язку. Хоча варто відзначити, що потужність передавача мобільного телефону регулюється базовою станцією, а різниця між максимальною і мінімальною потужністю становить приблизно 100 раз.

Формулу (2) можна використовувати, якщо відомі значення напруженості поля Е в інтересуючих точках моделі голови. Аналіз поля можна обмежити точками, найближче розташованими до антеною системі, або по найбільш характерним напрямкам. Такими напрямками в даному аналізі обрані лінії, що йдуть перпендикулярно корпусу телефону на заданій висоті, близькій до висоти антени.

Розглянемо наступну тришарову модель голови людини, параметри якої наведені у таблиці 3.

Таблиця 3. Параметри тришарової моделі голови людини
Речовина Мозок Кістка Шкіра
Товщина, мм 3 1
Радіус кордону сфери, мм 48
Відносна діелектрична проникність 53 (для 0,9 ГГц)
46 (для 1,9 ГГц)		 9
(8)		 59
(46)
Провідність σ, См/м 1,1
(1,7)		 0,06
(0,1)		 1,3
(1,9)
tg δ (розрахунок) 0,415
(0,369)		 0,133
(0,125)		 0,44
(0,41)
Теплопровідність Cт, Вт/град/м 0,46 0,41 0,293
Теплоємність H, кДж/град/кг 3,6 1,3 3,5
Щільність ρ, кг/м3 1030 1800 1100

Приклад розподілу SAR для частоти 900 МГц в розрахунку 10 грам тканини представлений на малюнку 2.

Розподіл SAR всередині голови користувача мобільного телефону.

Рисунок 2 — Розподіл SAR всередині голови користувача мобільного телефону.
(анимація: 6 кадрів, 10 циклів повторення, 144 кілобайта)

Для аналізу поширення хвиль в діелектричній середовищі з великими втратами потрібно скористатися поняттям комплексної діелектричної проникності:

Формула 5

(5)

де ε — реальна частина відносної діелектричної проникності матеріалу;

ω = 2πf — частота хвилі, що розповсюджується;

ε0 = 8,854×10−12 Ф/м.

Введення комплексної діелектричної проникності відображає той факт, що в провідному тілі є так звані сторонні струми, які з'являються за рахунок порушення їх зовнішніми джерелами (на противагу поляризаційним струмів, які пояснюються тільки рухом зарядів діелектрика). Значення дійсної частини ε говорить про інтенсивність процесу поляризації, в той час як уявна частина характеризує щільність струмів провідності. Зображуючи число на комплексній площині, можна характеризувати співвідношення між реальною і уявною частиною за допомогою кута діелектричних втрат. Чим більше цей кут, тим відносно велика частина електромагнітної енергії розсіюється у вигляді тепла при протіканні струмів провідності. На практиці найчастіше користуються тангенсом цього кута:

Формула 6

(6)

Розрахований за формулою (6) тангенс кута діелектричних втрат використовується в програмі CST MWS.

Висновки

В даний час проектування НВЧ структур пов'язано з вибором, описом і підтвердженням автентичності обраної моделі. Побудова автентичної моделі ставить завдання щодо розрахунку та аналізу тих характеристик системи, які будуть реалізовані в пристрої. Сучасні програми з проектування та аналізу НВЧ пристроїв не гарантують побудову такої достовірної моделі, її слід розвивати дослідним шляхом на основі самостійних досліджень. Варто також підкреслити, що при всьому різноманітті програм з моделювання, не можна змінювати ставлення до обов'язковим знанням технічних і суміжних з ними дисциплін. Сучасна реальність проектування така, що часто може виникати необхідність вважати задачу на декількох програмах (з використанням різних методів розрахунку), і тільки в разі отримання близьких результатів вважати, що завдання виконане правильно, а модель побудована вірно.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2017 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.

Перелік посилань

  1. Колесник А. Г. Электромагнитный фон и его роль в проблеме охраны окружающей среды и человека / Изв. Вузов. Физика, 2008. — С. 102–112.
  2. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения России / Под ред. Демина А. К. Доклад по политике в области здоровья. — М.: Российская ассоциация общественного здоровья, 2006. — 91 С. — Библиография — 608 ист.
  3. Кайда С. В., Старостенко М. Б., Паслён В. В. / Электромагнитное загрязнение окружающей среды. Права и безопасность [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://gisap.eu/ru/no...
  4. Характерные параметры источников ЭМП диапазона 3 кГц–300 ГГц [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://studopedia.ru/...
  5. Кашкалда Д. А., Пащенко Е. А., Зюбанова Л. Ф. // Медицина труда и промышленная экология, 2007. — № 10. — С. 14–17.
  6. Никитина В. Н. Обеспечение безопасности и охрана здоровья населения в условиях воздействия ЭМП сотовой связи // Сотовая связь и здоровье: медико‑биологические и социальные аспекты / Материалы Международной научно‑практической конференции, 20–22 сентября 2008 г., Москва; Материалы заседания Российского национального комитета по защите от неионизирующих излучений, 26 февраля 2008 г., Москва. — Москва, 2008. — 221 с.
  7. Думанский Ю. О., Сердюк А. Н., Лось И. П. / Влияние электромагнитных полей радиочастот на человека. — Киев: Здоровье, 1975.
  8. Белокриницкий В. С. / Изменения мозга при действии СВЧ‑поля. — Одесса: ОГМУ, 2002. — 399 С.
  9. Белокриницкий В. С. / Характер физиологических и морфологических изменений нервной системы облученных СВЧ‑полем животных в процессе формирования микроволновой патологии (микроволновой болезни), Клініка та експериментальна патологія, т. IY, 2005. — № 3. — С. 13–17.
  10. Белокриницкий В. С. / Гипотеза биологического действия СВЧ‑излучений за счет торсионной компоненты полей кручения, 7‑th International Symposium on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Ecology, Saint‑Petersburg, 2007. — С. 355–357.
  11. Ericsson Mobility Report [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ericsson.com/....
  12. Advanced Communications & Media [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.acmconsulting....
  13. Голышко А. В., Сомов А. Ю. / Проблемы эколого‑технического развития сетей сотовой связи // Вестник связи — 2008. — № 10. — С. 60–69.
  14. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов, 2‑е изд. // Под ред. Михайлова Л. А. — СПб.: Питер, 2012. — 461 С.: ил. — С. 342.
  15. Думанский Ю. Д., Даценко В. И. // В кн.: Элетромагнитные поля и здоровье человека: Матер. 2‑й междунар. конф. Проблемы электромагнитной безопасности человека. Фундамент. и прикл. Исследования. Нормирование ЭМП: философия, критерии и гармонизация. 1999. — М. — С. 116–117.
  16. Reiser H. // Europ. J. Med. Res, 1995. — Vol. 1. — № 1. — pp. 27–30.
  17. Freude G. // Europ. J. Appl. Physiol, 2000. — Vol. 81. – рр. 18–27.
  18. Hietantn M., Kovada T., Hamalainen A. M. // Scand. J. Work Environm. Health, 2000. — Vol. 26. — рр. 87–92.
  19. Koivisto M., Hamalainen H. //Neuro Report, 2000. — Vol. 11. — рр. 413–415.
  20. Mann K., Roschke J., Wagner P. // Neuropsychobiology, 2000. – Vol. 42. — pp. 207–212.
  21. Johansen C., Boice J. D., McLaughlin J. K. et.al. // Brit. J. Cancer, 2002. — Vol. 86. — рр. 348–349.
  22. Александрова Н. / Мобильные телефоны не вызывают рак мозга [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://newsland.com/....
  23. Hietanen M. // Ibid, 2001. — рр. 87–92.
  24. Seze R. // J. Sleep Research, 2000. — Vol. 9 (1), р. 19.
  25. Проблема воздействия электромагнитных полей сотовой связи на организм человека // Санитарный врач, 2008. — № 11. — С. 85–89.
  26. Paredi P., Kharitonov S., Hanazawa T. et.al. // Laryngoscope, 2001. — Vol. 111 (1). — рр. 159–162.
  27. Ofiedal G., Wilen J., Sandstrom M. et.al. // Occup. Med. (London), 2000. — Vol. 50 (4). — рр. 237–245.
  28. Hocking B. // Occup. Med. (London), 1998. — Vol. 50 (5). — рр. 357–360.
  29. Сhia S. E. // Environm. Health Persp, 2000. — Vol. 108. — рр. 1–8.
  30. Hocking B., Westerman R. // Ibid, 2000. — Vol. 50 (5). — рр. 366–368.
  31. Дети и мобильные телефоны: под угрозой здоровье будущих поколений [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.tesla.ru/....
  32. Johansen C., Boice J. D., McLaughlin J. K. et.al. // J. Nat. Cancer Inst, 2001. — Vol. 93 (3). — рр. 203–207.
  33. Hardell L., Nasman A., Pahlson A. et.al. // Int. J. Oncol, 1999. — Vol. 15 (1). — рр. 113&ndah;116.
  34. Hardell L., Hallquist A., Hansson M. et.al. // Europ. J. Cancer Prevention, 2002. — Vol. 11, рр. 377–386.
  35. Как обезопасить себя от воздействия мобильного телефона [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://newsland.com/....
  36. В ЕС предлагают создать зоны свободные от электромагнитных волн [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://lb.ua/news....
  37. Додина Л. Г., Поддубный Д. А., Сомов А. Ю. / Влияние электромагнитного излучения устройств сотовой связи на здоровье человека (Обзор литературы) // Медицина труда и промышленная экология, 2004. — № 5. — С. 35–38.
  38. Савицкая Я. А., Паслён В. В. / Влияние высокочастотных электромагнитных полей на организм человека // Екологія та ноосферологія. — 2009. — Т. 20. — № 1–2. — С. 38–43.
  39. Мобильный друг / Ярмарка развлечений, 2011. — № 6. — С. 50.
  40. Курушин А. А. / Школа проектирования СВЧ устройств в CST STUDIO SUITE // М.: ООО Сам Полиграфист, 2014. — 433 стр.
  41. Сайт компании CST — разработчика программы CST STUDIO SUITE [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.cst.com/
  42. Горбачев А. П., Ермаков Е. А. / Проектирование печатных фазированных антенных решеток в САПР CST Microwave Studio: учебное пособие. — Новосибирск: НГТУ, 2008. — 88 С.
  43. Lin J. C. and Gandhi O. P., / Computer methods for predicting field intensity, in Handbook of Biological Effects of Electromagnetic Fields, Polk, C., and Postow, E., Eds., CRC Press, Boca Raton, FL, 1996. — pp. 337–402.
  44. Paulsen K. D., Jia X., and Sullivan J. M. Jr. / Finite element computations of specific absorption rates in anatomically conforming full‑body models for hyperthermia treatment analysis, IEEE Trans. Biomed. Eng., 1993. — p. 40, 933.
  45. Yee K. S., / Numerical solutions of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media, IEEE Trans. Antennas Propagat., 1966. — p. 14, 303.