人体对移动通信手机天线辐射特性的影响

人体对移动通信手机天线辐射特性的影响

内容简介：随着移动通信技术的发展，手机等移动通信终端设备在公众中的使用已经越来越普及。由于使用时人体处于手机天线的近场区中，会大大影响天线的辐射特性，因此在进行天线设计优化时，必须考虑人体对天线辐射特性的影响。本文建立包含5种生物组织的人体均匀块状电磁模型，不但考虑了头部，还考虑手部和肩部，利用时域有限差分(FDTD)方法在900MHz和1800MHz频率下分析了手机单独存在，包含头部，同时包含头部和手部三种使用状态下λ/4单极天线的辐射方向图和输入阻抗，得到了人体不同部位对天线辐射特性的影响。同时考虑到实际使用中手机和头部位置的差异，建立了70个模型，涉及到的倾角从30°到60°，间隔5°，张角从0°到20°，间隔为5°。应用上述模型，分别研究900MHz和1800MHz频率下手机实现最佳功率传输时射频电路的最佳内阻抗。结果表明，在900MHz和1800MHz频率下，相对手机单独存在的情况，人体头部和手部的加入对手机天线的辐射方向图有较大的影响，并且导致靠近人体一侧手机天线辐射场的明显衰减。扫频计算结果说明人体对于手机天线的输入阻抗也有明显影响，人体的加入显著改变天线的谐振频率和谐振电阻。最后根据功率传输系数的计算结果，发现在900MHz频率下手机旋转至倾角60°，张角20°时，手机天线与射频电路达到最佳阻抗匹配，而在1800MHz频率下达到最佳内阻抗时，手机旋转角度为倾角30°，张角20°。

作者：郑婕,

关键词：手机天线, 辐射特性, 人体均匀块状电磁模型, 辐射方向图, 输入阻抗,