Сочинение на тему Моделирование и имитационный анализ частотно-селективных структур (FSF) в диапазонах GSM

Аннотация. Частотно-избирательная поверхность (FSS) представляет собой повторяющуюся структуру, передающую, отражающую или поглощающую, в зависимости от интересующего режима с использованием патчей или слотов. Массивы патчей и слотов эффективно создают полосовые и полосовые фильтры. ФСС имеют потенциальные возможности для обеспечения достаточного экранирования в желаемых частотных диапазонах. Работа, предлагаемая в этой статье, заключается в изучении и анализе структурных требований ФСС для защиты от частот полосы GSM. Лица, работающие около мобильных вышек, подвергаются воздействию сильных электромагнитных полей, особенно вблизи полей, поэтому им необходимо защищаться от этих полей. Концепция FSS расширена для печати структур на плоских тканях, и такой же может носить рабочий персонал. Работа основана главным образом на имитационном анализе разработанных тканей с использованием программных инструментов EM. Результаты моделирования подтверждаются экспериментальными результатами.

Ключевые слова – частотно-избирательная поверхность, частотно-избирательная ткань, эффективность экранирования

I. Введение

Технология сотовых телефонов значительно изменила сценарий телекоммуникаций в Индии. Технология сотовых телефонов претерпела огромные изменения за последнее десятилетие. В настоящее время все больше пользователей сотовой связи, а также вышек сотовой связи для удовлетворения спроса на связь. Количество сотовых телефонов и вышек растет день ото дня, не зная его недостатков. Антенны вышек сотовой связи передают в диапазоне частот 869–894 МГц (CDMA), 935–960 МГц (GSM900) и 1810–1880 МГц (GSM1800). Также 3G, который антенна базовой станции передает в диапазоне частот 2110 – 2170 МГц. Вышки сотовой связи передают мощность 20-25 Вт, а мобильные телефоны передают мощность 1-2 Вт, излучение от мобильного телефона и вышек сотовой связи влияет и создает серьезную угрозу для здоровья человека из-за электромагнитного поля (ЭМП) Излучения от мобильных вышек и мобильные телефоны. Антенна спроектирована таким образом, что мобильный телефон должен иметь возможность передавать и принимать сигнал для правильной связи на расстоянии до нескольких километров. Большинство башен установлены рядом с жилыми и офисными зданиями, чтобы обеспечить хорошее покрытие мобильных телефонов пользователям. Эти вышки сотовой связи передают излучение 24 × 7, поэтому люди, живущие или работающие в радиусе 10 метров от башни, получат более сильный сигнал, чем требуется для мобильной связи. В Индии кроры людей проживают в этих зонах высокой радиации. Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP) изучает возможные неблагоприятные воздействия на здоровье человека от воздействия неионизирующего излучения [1] – [2]. Основной целью ICNIRP является распространение информации и рекомендаций о потенциальных опасностях для здоровья от воздействия неионизирующей радиации. В соответствии с Руководством ICNIRP нынешние пределы / уровни подробно описаны в таблице ниже.

Микроволны от вышек сотовой связи могут влиять на собственные электромагнитные поля нашего организма, вызывая изменение лейкоцитов у детей; лейкемия у детей, нарушение двигательной функции, головные боли, головокружение, усталость, слабость, потеря памяти, врожденные дефекты, рак и повреждение ДНК и т. д. [3] – [5].

Таким образом, разработка ткани с фильтрующими свойствами в определенной полосе частот GSM-1800 важна для здоровья человека. GSM-1800 (Глобальная система мобильной связи) использует 1810–1880 МГц для приема информации от мобильной станции к базовой приемопередающей станции (нисходящая линия связи). В последние годы были предложены различные способы изготовления текстиля с электромагнитным экранированием для защиты от электромагнитных помех (ЭМП) [6]. В этой области были разработаны индивидуальные, гибкие, легкие и пористые проводящие ткани для экранирования ЭМ или для функциональных электронных применений путем нанесения покрытия ножом над валком [7] – [8]. В другом исследовании были получены проводящие тканые трикотажные и тканые материалы с желаемыми свойствами эффективности электромагнитного экранирования. Основное назначение методов экранирования электромагнитных помех – блокирование электромагнитного излучения, чтобы волна не проходила через блокирующую среду. ЭМС-экранирующий текстиль относится к изготовлению тканей из проводящих и непроводящих материалов с использованием различных методов обработки. Во всех описанных выше проводящих образцах эти типы тканей играют роль металлических листов для экранирования электромагнитных помех [9]. Следовательно, проблема этих тканей заключается в том, что они не способны экранировать электромагнитные волны в определенной полосе частот. Соответственно, метод частотно-избирательной поверхности (FSS) необходим для подготовки матрицы со свойствами EM-фильтрации в полосе частот GSM-1800.

Частотно-селективная поверхность (FSS) представляет собой повторяющуюся структуру, выступающую в качестве фильтра и имеющую широкий спектр применений, таких как обтекатели, линзы, RFID, защита от электромагнитных помех, медицинский и военный секторы [10]. FSS также может останавливать нежелательные мобильные сигналы на основе традиционных FSS. Частотно-избирательные матрицы предназначены для фильтрации свойств в диапазоне GSM-1800 [11] – [13]. Структура FSS может быть напечатана на плоских тканях для защиты от полосы частот GSM. Эта ткань полезна для людей, чтобы защитить себя от сильных полей излучения, исходящих от вышек сотовой связи.

II. S-MATRIX И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

S-матрица может играть очень важную роль в задачах фильтрации. S-матрица может быть записана как линейная зависимость между отражающей волной b и падающей волной a, и она может быть получена из следующей формулы (1)

<Р> b1 = a1S11 + a2S12

b2 = a1S21 + a2S22 (1)