Altair Feko решает широчайший перечень задач, связанных с высокочастотными электромагнитными явлениями, что позволяет командам специалистов оптимизировать работу беспроводной связи (в том числе 5G), обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС), а также произвести анализ рассеяния и эффективной площади рассеяния (ЭПР).
Моделирование радиационной опасности и облучения человека
Защита от опасностей, связанных с чрезмерно высокими уровнями излучения, является важной частью процесса проектирования любой системы, в которой задействованы радиочастотные (РЧ) передатчики. Опасности чрезмерного воздействия для людей в первую очередь беспокоят общественность, но инженеры также имеют дело с опасностями, связанными со случайным воспламенением легковоспламеняющихся жидкостей (например, топлива) или боеприпасов в военных условиях. Во всем мире применяются различные стандарты или рекомендации для обеспечения безопасных уровней радиации в любой конкретной среде. Примеры из них включают:
- ICNIRP, который широко применяется в коммуникационных сетях и устройствах.
- IEEE 1528, в котором подробно описывается квалификация источников излучения по уровням излучения, поглощаемым головой человека.
Эти стандарты обычно используют один из двух критериев при оценке уровней радиации:
- Величина уровней поля вокруг источника излучения или в точке наблюдения. Эти значения могут быть отмечены как точечные значения или нанесены на график в виде изоповерхностей, изображающих поверхности, на которых может быть измерен указанный максимальный уровень поля.
- Энергия, поглощаемая телом человека вблизи источника излучения. Удельная скорость поглощения (SAR) указывается в ваттах на килограмм массы тела либо как пространственное пиковое значение (усредненное по кубу ткани 1 г или 10 г), либо как среднее значение для всего тела.
Гибрид Altair FEKO различных методов моделирования делает его идеальным инструментом для использования при исследовании радиационных опасностей или рисков воздействия радиации на человека, поскольку:
- Метод многоуровневых быстрых мультиполей (MLFMM) хорошо подходит для расчета блоков ближнего поля вокруг электрически больших структур. Например, передатчик глобальной системы для мобильных телефонов (GSM), который можно визуализировать с помощью изоповерхностей для отображения границ опасных зон.
- Метод моментов (MoM) и гибридизация MLFMM с методом конечных элементов (FEM) идеально подходят для расчета уровней SAR у людей вблизи источников излучения.
Случай опорных уровней
Руководящие принципы, основанные на полевом уровне, часто называют эталонными уровнями.
Изоповерхности — очень распространенный способ изображения границ исключения.
В пределах этой границы применимый контрольный уровень превышен.
В примерах на этой странице показаны запретные зоны ICNIRP вокруг антенны базовой станции мобильного телефона и зоны HERO (запретные зоны для обеспечения безопасности боеприпасов) на военном корабле. Случай ICNIRP демонстрирует профессиональную запретную зону (красный цвет), которая является границей, в которую не должен входить обученный RF персонал, а желтая зона изображает общественную запретную зону, к которой не должно быть доступа широкой публике. Точно так же зоны HERO, изображенные на корабле, обозначают наиболее строгий стандарт безопасности боеприпасов (красный) и менее строгий стандарт (желтый).
Дело об абсолютных ограничениях
Уровни SAR являются наиболее важным фактором при оценке радиационной опасности для человека на основе рекомендаций ICNIRP. Altair FEKO был протестирован для использования в таких сценариях совместно с отраслевым партнером в Соединенном Королевстве. На графике представлена симуляция Altair FEKO в сравнении с измерением напряженности поля внутри оснащенного инструментами фантома, наполненного жидкостью, которая точно соответствует ткани человека на соответствующей частоте. Отличное сравнение между измерениями и моделированием Altair FEKO дало уверенность в том, что Altair FEKO FEM отлично подходит для моделирования человеческих проблем на месте и, следовательно, для расчета SAR. Алгоритмы Altair FEKO соответствуют стандартам CENELEC и IEEE, строго соответствуя лучшим отраслевым практикам расчета SAR, чтобы обеспечить еще большую достоверность результатов моделирования.
Впоследствии Altair FEKO использовали для расчета как среднего значения для всего тела,
и пиковые значения SAR при местном воздействии для широкого диапазона сценариев. Показанный здесь сценарий требовал моделирования четырех фантомов,
носить персональные радиоприемники, сидя в автомобиле. Большой металлический корпус транспортного средства вместе с диэлектрическими фантомами тела представляет собой сложную проблему моделирования, но легко решаемую с помощью
Гибридный состав MLFMM-FEM в Altair FEKO. MLFMM решает большие металлические объекты, в то время как FEM решает поля внутри сложных диэлектрических тел, например, фантомы в этом примере.
Та же технология MLFMM-FEM может применяться там, где используются стандарты, оценивающие уровни поля внутри человека, например, ARPANSA.
Электрические и магнитные поля можно легко рассчитать с помощью Altair FEKO для диапазона частот, а затем соответствующим образом масштабировать и суммировать для окончательного ответа, как описано в применимом стандарте.
#радиация #наука #наука и образование #наука и техника #ALTAIR #ALTAIR FEKO #FEKO #РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ