Fulya CALLIALP KUNTER, Caner GUNDUZ, Ş Selim ŞEKER

COMPUTATION OF SAR AND TEMPERATURE VALUES IN THE HUMAN HEAD DUE TO 2G, 3G, 4G MOBILE WIRELESS SYSTEMS

Bu çalışmada, günlük cep telefonu kullanımı sırasında, uzaklığın, açının ve frekansın etkisini incelemek için, COMSOL yazılım veriseti tabanlı kafa modeli kullanılmıştır. Cep telefonu, sırasıyla, 900 Mz, 1800 MHZ ve 2100 MHz'de yayınım kaynağı olan patch anten ile birlikte modellenmiştir. Insan kafasındaki sıcaklık artışı ve özgül soğurma oranı dağılımı, çeşitli açı ve uzaklıklarla birlikte sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak benzetimleri yapılmıştır. Ayrıca, sesli ve görüntülü aramalar sırasında değişen uzaklıklarla birlikte benzetimler tekrarlanmıştır. Benzetimlerde elde edilen değerlerin IEEE ve ICNIRP 'nin kabul ettiği temel sınırlandırmalarla uyum içinde olduğu gözlenmiştirki bu da güvenlik sınır değerlerinin kullanıcının kullanımı ile sorgulanamayacağını göstermektedir.

İNSAN KAFASINDAKİ 2G, 3G, 4G MOBİL TELSİZ SİSTEMLERİNİN SEBEP OLDUĞU SAR VE SICAKLIK DEĞERLERİNİN HESAPLANMASI

Bu çalışmada, günlük cep telefonu kullanımı sırasında, uzaklığın, açının ve frekansın etkisini incelemek için, COMSOL yazılım veriseti tabanlı kafa modeli kullanılmıştır. Cep telefonu, sırasıyla, 900 Mz, 1800 MHZ ve 2100 MHz’de yayınım kaynağı olan patch anten ile birlikte modellenmiştir. Insan kafasındaki sıcaklık artışı ve özgül soğurma oranı dağılımı, çeşitli açı ve uzaklıklarla birlikte sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak benzetimleri yapılmıştır. Ayrıca, sesli ve görüntülü aramalar sırasında değişen uzaklıklarla birlikte benzetimler tekrarlanmıştır. Benzetimlerde elde edilen değerlerin IEEE ve ICNIRP ’nin kabul ettiği temel sınırlandırmalarla uyum içinde olduğu gözlenmiştirki bu da güvenlik sınır değerlerinin kullanıcının kullanımı ile sorgulanamayacağını göstermektedir.

PDF

___

[l] lCNlRP “Guidelines for limiting exposure to timevarying electric, magnetic and electromagnetic fields (up to300 GHz),” Health Physics, Vol. 74, 494—522, 1998.
[2] WHO, World Health Organizations Fact Sheet No.193, “Electromagnetic fields and public health, mobile telephones and their base stations,” July 2000.
[3]1EEE, “IEEE standard for safety levels with respect to human exposure to radio frequency electromagnetic fields, khz to 300 GHz,” IEEE Standard C95.1, 2005.
[4] C. Guyton, J. E. Hall, “Textbook of Medical Physiology,” Philadelphia, PA: Saunders, 1996.
[5] Kang, X. K., Li, L. W., Leong, M.S., Kooi, P.S., "A spheroidal vector wave function analysis of field and SAR distributions in dielectric prolate spheroidal human head model," Progress In Electromagnetics Research, Vol. 22, 149—179, 1999.
[6] Li, L. W., Leong, M.S., Kooi, P.S., Yeo, T.S., "Specific absorption rates in human head due to handset antennas: comparative study using FDTD method," Journal of Electromagnetic Waves and Applications, Vol. 14, 987-1000, 2000.
[7] Gandhi, O. R, Li, Q. X., Kang, G., "Temperature rise for the human head for cellular telephones and for peak SARS prescribed in safety guidelines," IEEE Transactions on Microwave Theory and Technology, Vol. 49, 1607—1613, 2001.
[8] Guy, W., Chou, C.K., "Specific absorption rates of energy in man models exposed to cellular UHF mobile-antenna fields," IEEE Transactions on Microwave Theory and Technology, Vol. 34, 1ssue:6, 671-680, 1986.
[9] Yioultsis, T.V., Kosmanis, T.I., Kosmidou, E.P., Zygiridis, T.T., Kantartzis, N.V., Xenos, T.D., Tsiboukis, T.D.,“A comparative study of the biological effects of various mobile phone and wireless LAN Antennas,” IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 38, No. 2, 777-780, 2002.
[10] Hirata A., Shiozawa, T. “Correlation of maximum temperature increase and peak SAR in the human head due to handset antennas,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Technology, Vol. 51, No. 7, 1834-1841, 2003.
[ll] Hirata A., Morita, M., Shiozawa, “Temperature increase in the human head due to dipole antenna at Microwave frequencies,” IEEE Transaction on Electromagnetic Compatibility, Vol. 45, No.1, 109— 116, 2003.
[12] Hirata A., Laakso, I., Oizumi, T., Hanatani, R., Chan, K.H., Wiart, J., “The relationship between specific absorption rate and temperature elevation in anatomically based human body models for plane wave exposure from 30 MHz to GHz,” Physics in Medicine, Vol. 58, No.4, 903-908, 2013.
[13] Kim W., Yook, J., “Thermal steady state in human head under continuous EM exposure,” 2005 IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, 1805-1808, 2005.
[14] S. 1. Al-Mously, “Computation of the temperature-rise in the human head due to different mobile phone models,” IEEE Microwave Symposium (MMS), 2010 Mediterranean, pp. 370-373, 2010.
[15] Mat, M.H., Malek, M. F., Zulkefli, M.S., Suzanna, H.R., “Preliminary study of electromagnetic energy absorption in the head due to the exposure of radio frequency at 900MHz,” IEEE Symposium on Computers and Informatics, pp. 228-231, 2012.
[16] Citkaya, A.Y., Seker S. S., “FEM modeling of SAR distribution and temperature increase in human brain from RF exposure,” International Journal of Communication Systems, 2012.
[17] Stankovic, V., Jovanovic, D., Krstic, D., Cvetkovic, N.,“Electric field distribution and SAR in human head from mobile phones,” 9th International Symposium in Advanced Topics in Electrical Engineering, ATEE, Bucharest, Romania, 7-9 May, 2015.
[18] Hossain, M.1, Faruque, M.R.1., lslam, M.T. “Analysis on the effect of the distances and inclination angles between human head and mobile phone on SAR,” Progress in Biophysics on Molecular Biology, Vol. 119, Issue 2,103-110, 2015.
[19] H. H. Pennes, “Analysis of tissue and arterial blood temperatures in the resting human forearm,” Journal oprplied Physiology, Vol. 85, No.1, 5-34, 1998.