Der IEEE-Standard 1528-2003 [1] definiert Verfahren zur Messung der von drahtlosen Geräten erzeugten SAR und enthält Informationen zur Kalibrierung des Messsystems. Hier wird der Kalibrierungsansatz in XFdtd simuliert und mit den angegebenen Referenz-SAR-Werten verglichen.
Das zu prüfende Objekt ist ein flaches Phantom, das aus einer Kunststoffschale und einer gewebeäquivalenten Flüssigkeit besteht. Die Größe des Phantoms variiert je nach Frequenz, beträgt aber im Allgemeinen 0,6 x 0,4 Wellenlängen mit einer Tiefe von 100 mm oder mehr. Die Materialparameter für die gewebeäquivalente Flüssigkeit variieren mit der Frequenz und sind in Tabelle 2 von [1] angegeben. Die Kunststoffschale sollte eine relative Permittivität von weniger als 5 und einen Verlusttangens von weniger als 0,05 haben. Die Dicke der Kunststoffhülle ist für Frequenzen im Bereich von 800-3000 MHz mit 2 mm und für niedrigere Frequenzen mit 6,3 mm definiert. Das Phantom ist den Feldern eines Referenzdipols (Tabelle G.1 in [1]) auszusetzen, der bei Frequenzen kleiner oder gleich 1000 MHz 15 mm und bei höheren Frequenzen 10 mm von der Grenzfläche Schale/Flüssigkeit entfernt ist. Die räumliche Darstellung der Geometrie ist in Abbildung 1 für den Fall 900 MHz dargestellt.
Für die XF-Simulationen wurden alle Antennenelemente mit der XACT Accurate Cell Technology-Funktion vernetzt, um die Abmessungen des Dipols und des Baluns genau zu definieren. Das Phantom wurde in einer Zellengröße vernetzt, die je nach Anregungsfrequenz zwischen 1 und 3 mm variierte, aber alle Simulationen verwendeten ein hochauflösendes Volumen im Bereich des Phantoms direkt über dem Speisepunkt der Antenne.
Als Erreger diente eine Spannungsquelle mit sinusförmigem Eingang, und die SAR-Werte für den Ort, den 1-Gramm-Durchschnitt und den 10-Gramm-Durchschnitt wurden für den Ort direkt über der Einspeisung des Dipols ermittelt. Alle Berechnungen wurden so lange durchgeführt, bis die Felder auf einen Wert von -35 dB konvergierten. Im Anschluss an die Simulation wurde die Eingangsleistung vom berechneten Wert auf die angegebenen 1 W angepasst. Die Simulationswerte sind in Tabelle 1 dargestellt und mit den Referenzwerten aus Tabelle 7 in [1] verglichen. Die Abbildungen 2, 3 und 4 zeigen Bilder von lokalen, durchschnittlichen 1-Gramm- und 10-Gramm-SAR-Werten in der ersten Ebene der Flüssigkeit (mit verdeckter Hülle) für den 900-MHz-Fall.
Abbildung 1: CAD-Darstellung von Phantom und Dipol für 900 MHz.
Abbildung 2: Lokale SAR-Werte in der Flüssigkeit für 900 MHz.
Abbildung 3: Durchschnittliche SAR-Werte für 1 Gramm in der Flüssigkeit bei 900 MHz.
Abbildung 4: 10 Gramm durchschnittliche SAR-Werte in der Flüssigkeit für 900 MHz.
Tabelle 1: SAR-Ergebnisse für das flache Phantom.
Referenz
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IEEE. Std. 1528-2003. IEEE Recommended Practice for Determining the Peak Spatial-Average Specific Absorption Rate (SAR) in the Human Head from Wireless Communications Devices: Messtechniken. Dezember 2003.
