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应用实例

XFdtd 模拟两个耳机之间的电场

两个耳机之间的电场

我们很好奇,人体上的两个耳机之间的电场是如何与人的头部相互作用的。是否大部分耦合都是由于电波绕着头部或穿过头部产生的?

我们在XFdtd 中模拟了四种情况:

  • 场景 A:现实情况:两个耳机戴在一个没有改变的人头上。
  • 情景 B:人类和自由空间被完美电导体(PEC)制成的无限薄片一分为二。
  • 方案 C:PEC 板环绕头部(即电波必须穿过人体才能到达另一只耳机)。
  • 方案 D:PEC 板将人分成两半,但人的周围是自由空间(即电波可在头部周围自由传播)。

A: 真实情况(电波穿过头部并在头部周围传播)
S11 = -9.123 dB
S21 = -57.120 dB

B:无限 PEC Sheet(耳机纯去耦)
S11 = -9.09 dB
S21 = -inf

图 1 两个耳机之间的电场

C:头部周围的 PEC(电波可能穿过头部)
S11 = -9.1 dB
S21 = -87.358 dB

两个耳机之间的电场

D:头部内的 PEC(电波可能在头部周围传播)
S11 = -9.17 dB
S21 = -57.042 dB

两个耳机之间的电场

结论

由于方案 A 和 D 的耦合度基本相同,因此可以确定能量主要围绕头部传播。虽然耦合度较低,但由于方案 C 中的耦合度为 -87.4 dB,因此当电波穿过头部时并没有失去耦合度。

大部分场在头部周围传播,但也有少量通过组织的耦合。

更多详情:

  • 天线是弧形 PIFA 天线。
  • 人体及其眼睛完全由频率为 2.44 GHz 的 II 型硅构成。