Zastosowanie automatycznej optymalizacji oraz uproszczonego modelu ciała do projektowania wąskopasmowej struktury ekranującej pole EM

• Autorzy: Kawecki Jarosław , Januszkiewicz Łukasz , Di Barba Paolo

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2022.4.118

Warianty tytułu

EN

Application of automatic optimization and a simplified body model for designing a narrowband screening structure for EM field

• Konferencja: Multikonferencja Krajowego Środowiska Tele- i Radiokomunikacyjnego (7-9.09.2022 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu automatycznej optymalizacji oraz uproszczonego modelu ciała człowieka do projektowania wąskopasmowej struktury ekranującej pole elektromagnetyczne pochodzące od nadajnika systemu piątej generacji, pracującego w paśmie 3,5 GHz. Opracowana struktura ogranicza gęstość mocy w obszarze gałek ocznych i wykonana jest z elementów prętowych. Została zaprojektowana z wykorzystaniem symulacji komputerowych metodą różnic skończonych w dziedzinie czasu oraz algorytmu optymalizacyjnego wykorzystującego strategię ewolucyjną. Aby skrócić czas wymagany do przeprowadzenia symulacji, zastosowano zredukowany model twarzy i gałek ocznych. Zaprojektowana struktura około siedmiokrotnie zmniejsza gęstość mocy w obszarze gałki ocznej oraz może zostać wykonana w postaci przezroczystej osłony oczu.

EN

The article presents the use of an automatic optimization algorithm and a simplified model of the human body to design a narrow-band structure that is shielding the electromagnetic field coming from the fifth-generation transmitter operating in the 3.5 GHz band. The structure is designed to limit the power density in the eyeball area and is made of rod elements. It was designed using computer simulations utilizing the finite difference time domain method and an optimization algorithm that is based on an evolutionary strategy. In order to shorten the time required for the simulation, a reduced model of the face and eyes was used. The designed structure reduces the power density approximately sevenfold in the eyeball area and can be made in the form of an eye shield.

Słowa kluczowe

PL

ekranowanie; FDTD; modelowanie ciała; optymalizacja komputerowa; systemy 5G

EN

shielding; FDTD; human body models; computer optimization; 5G systems

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 620--623
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kawecki Jarosław

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, Łódź

autor

Januszkiewicz Łukasz

• Politechnika Łódzka, Instytut Elektroniki, Łódź

autor

Di Barba Paolo

• Department of Electrical, Computer and Biomedical Engineering, University of Pavia, Włochy

Bibliografia

• [1] Pretz K., 2019. ,,Will SG Be Bad for Our Health? IEEE Spectr".Available online: https://spectrum.ieee.org/news-from-around­ieee/the-institute/ieee-member-news/will-5g-be-bad­for-our-health (accessed on 20 February 2021).
• [2] Tomovski B., Grabner F., Hungsberg A., Kallmeyer C., Linsel M., 2011. ,,Effects of Electromagnetic Field Over a Human Body, Sar Simulation with and Without Nanotextile in the Frequency Range 0,9-1.8 GHZ" J. Electron. Eng., 62, 349-354.
• [3] Li Y., Zhang X., Yu J., Wang Q., Tan B., 2008. ,,Simulation of EFM Field in Head Model and Shielding Effectiveness for Cellular Handset with PIFA". In Proceedings of the 2008 World Automation Congress,Waikoloa, HI, USA, pp. 1-4.
• [4] Dutta P.K., Jayasree P.V.Y., Baba V.S.S.N.S., 2016„SAR reduction in the modelled human head for the mobile phone using different material shields". Hum. Cent.Comput. Inf. Sci., 6, 44.
• [5] Sivasamy R., Kanagasabai M., Baisakhiya S., NatarajanR., Pakkathillam J.K., Palaniswamy S.K. 2013. ,,A Novel Shield for GSM 1800 Mhz Band Using Frequency Selective Surface". Prog. Electromagn. Res. Lett 38: 193-199.
• [6] Farooq U., Infikhar A., Shafique M., Khan M., Fida A., Mughal M., Anagnostou D., 2021. ,, C-Band and X-Band Switchable Frequency-Seleclive Surface. Electronics 10: 476.
• [7] Mohamadzade B., Hashmi R.M., Simorangkir R.B.V.B., Gharaei R., Rehman S.U., Abbasi Q.H. 2019. ,,Recent Advances in Fabrication Methods for Flexible Antennas in Wearable Devices: State of the Art.". Sensors 19: 2312.
• [8] Ali S.M., Sovuthy C., Imran M.A., Socheatra S., Abbasi Q.H., Abidin Z.Z. 2020. ,,Recent Advances of Wearable Antennas in Materials, Fabrication Methods, Designs, and Their Applications: State-of­the-Art.". Micromachines 11 : 888.
• [9] Di Barba P. 2010. ,,Multiobjective Shape Design in Electricity and Magnetism" . Springer: Berlin/Heidelberg, Germany.
• [10] Januszkiewicz L. 2021. ,,Analysis of Shielding Properties of Head Covers Made of Conductive Materials in Application to 5G Wireless Systems".Energies 14: 7004.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).